Alüminyum basınçlı dökümde tuz maçaların kullanımı (lost core)

Biliyorsunuz, enerji tüketiminin optimize edilmesi ve CO2 emisyonlarının azaltılması günümüzün önemli konularından bir tanesi. Bu güncel konunun yarattığı baskının doğal bir sonucu olarak, enerji tüketiminin ve CO2 emisyonlarının yoğun olduğu havacılık ve otomotiv sektörlerinde daha hafif malzemelere yönelik bir arayışın yaşandığını görüyoruz. Bu arayış bizi daima daha hafif malzemeler kullanmaya yöneltmiyor: Zaman zaman dökme demir gibi ağır malzemelerin kullanarak, parça tasarımına yapılan müdahaleler sonucunda parçanın hafifletilebildiğini de görebiliyoruz.

Tabii şunu açıkça söylemek lazım: Tasarım tarafında yapılan müdahalelerle dökme demirin bazı parçalarda tercih edilmeye devam ettiğini görüyor olabiliriz. Fakat genel eğilime baktığımız zaman, otomotiv ve havacılık gibi sektörlerde alüminyum ve magnezyum alaşımlarının açık bir şekilde öne çıktıklarını söylememiz gerekir.

Hafifletmenin getirdiği problemler

Bu sektörlerde kullanılan parçaların hafif alaşımlarından üretilebilmeleri için, bu malzeme tercihlerinin uygulamanın ihtiyaçlarını karşılayabildiğinden emin olmak gerekiyor. Çünkü araçların gövdelerine ve yük taşıyan yapısal parçaların üzerine ciddi dinamik yüklerin etki edebildiğini biliyoruz. Bu dayanım gereksinimine ek olarak, hafif alaşımlardan üretilen bu parçaların aynı zamanda çarpışma güvenliği ve birleştirme teknolojilerine uygunluk açılarından da döküm alıcılarının taleplerine cevap verebiliyor olması gerekiyor. Söylemeye gerek bile yok ama bir de bu taleplerin üzerine maliyet uygunluğu beklentisi eklendiği zaman, üretim sürecinin oldukça dar sınırlar içinde ve yüksek verim ve tekrarlanabilirlik içinde sürmesinin garanti altına alınması gerektiğini anlayabiliyoruz.

Bu çerçevede çalışmalar yapan tasarımcılar, parçaları farklı bileşenler halinde üretip sonra birleştirmek yerine, yekpare üretim anlayışına yönelebiliyorlar. Bir parçanın ayrı ayrı birçok bileşen yerine tek parça halinde üretilmesi hem parçanın karmaşıklığını azaltıyor, hem de malzemenin kaynaklanabilir ya da farklı teknolojilerle birleştirilebilir olmasının önemi nispeten azalıyor.

Üretici açısından ise durum farklı: Birçok farklı bileşenden üretilen bir parçanın yekpare şekilde üretilmesi, üretici açısından ister istemez durumun daha da karmaşıklaşmasına yol açıyor. Bu karmaşıklığın üstesinden gelebilmek için, parçaların üretim sürecinin kapsamlı bir şekilde gözden geçirilmesi gerekebiliyor: Örneğin basınçlı dökümle üretilen parçaların daha hafifletilmesi istenildiğinde, daha ince kesitlerle çalışmanın getirdiği kısıtlamalar nedeniyle süreç parametrelerinde görülebilen oynamaların çok daha dar bir aralıkta kontrol edilmesi gerekiyor.

Lost core: Kayıp maça yöntemi

Birçok bileşenden oluşan parçaları yekpare bir şekilde, üstelik ince kesitlerle üretmek için sadece kalıp tasarımına yapılacak müdahaleler yeterli olmayabilir. Bu amaçla basınçlı döküm sırasında maçalardan yardım almak da gerekli olabiliyor. Bu amaç doğrultusunda basınçlı döküm için geliştirilen bir proses bulunuyor: Lost core, yani kayıp maça yöntemi.

Özünde oldukça basit bir prosesten bahsediyoruz: Maçalar tuzdan üretiliyor. Tuz, su içinde çözüldüğü için, döküm sonrasında maçaları basınçlı suyla kolaylıkla çözüp alabiliyoruz. Kumdan yapılan maçaların aksine tuzun aşındırıcı bir etkisi olmadığı için, bu maçalar aşınmaya yol açmıyorlar. Aynı zamanda tuzdan yapılan maçaların kullanılması, basınçlı dökümde oldukça iyi bir yüzey kalitesinin elde edilmesini sağlayabiliyor.

Kayıp maça teknolojisi sayesinde, basınçlı dökümde ince kesitlere ve karmaşık geometrilere sahip parçaların, son şekle yakın bir şekilde (near-net shape) ve yüksek hacimde üretilmesi mümkün olabiliyor. Basınçlı döküm için tasarlanan parçalara dair bilinen bazı kısıtlamaları ortadan kaldırabilecek bu teknolojinin otomasyona yatkın olması da, bir diğer avantajı olarak değerlendirebilir.

Kaynaklar ve ek bilgiler

Lost core technology. H.J. Ross, 13. Internationaler Deutscher Druckgusstag (2013).
The future of light metal die casting foundries. Global Casting Magazine. Yazar belirtilmemiş (2013).

İçerik hazırlığında kullanılan tüm kaynakların listesi için bu bağlantıyı takip edebilirsiniz.

Yazan: Dr. Arda Çetin. (Dökümhane Akademi ekibi hakkında ayrıntılı bilgi için bu bağlantıyı takip edebilirsiniz.)