Matris açılı derin çekme kalıplama yönteminin hidromekanik derin çekme yöntemine uygulanması

Sac şekillendirme prosesleri içinde yer alan ve son yıllarda dikkatleri üzerine çeken matris açılı kalıplar ve hidromekanik derin çekme işlemi yöntemleri deneysel ve sayısal olarak incelenerek geliştirilmiştir. Bu çalışmada her iki sac şekillendirme yöntemi birleştirilerek matris açılı hidromekanik derin çekme sac şekillendirme yöntemi uygulanmıştır. Yapılan bu çalışmada, şekillendirilen sac malzeme için; matris açısı, matris/zımba radyüsü, baskı plaka kuvveti ve hazne basıncının; limit çekme oranı (β), kap et kalınlık değişimleri ve zımba kuvvetinin etkileri araştırılmıştır. Bu çalışmada 0.9 mm kalınlığında DIN EN 10130-1999 sac malzemenin derin çekilebilirliği deneysel ve sayısal analiz yöntemlerle araştırılmıştır. Bu amaçla 30 mm çapında zımba, matris/zımba radyüslerinin R=6 mm, R=8 mm ve R=10 mm, matris açıları ise 00, 2.50, 50, 100, 12.50 ve 150 olarak seçilmiştir. Hazne basıncı için 6 MPa, 8 MPa ve 10 MPa basınç uygulanmıştır. Sac malzemenin kalıp içine akması esnasında kontrolü sağlamak için gerekli olan baskı plaka kuvveti 1964,95 N, 5882,78 N ve 9507,64 N olarak seçilmiştir. Deneysel ve sayısal çalışmalarda zımba hızı sabit alınmıştır. Derin çekme işlemi boyunca oluşan zımba kuvvetleri ölçümü ise yük hücresi yardımıyla 10-1 saniye aralığında ölçülmüştür. Deney numunelerindeki kap et kalınlık değişimi, 10-4 mm hassasiyetli mikrometre ile belirlenmiştir. Sayısal analiz ise ANSYS 15.0 programında gerçekleştirilmiştir. Deney planı L18 ortogonal dizinine göre Taguchi deney tasarım yöntemi ile yapılmıştır. Limit çekme oranının en düşük değeri β=2.4 iken en büyük değeri β=2.6 'ya çıkması, 0.9 mm kalınlığındaki sac malzeme için kalınlık dağılımlarındaki en düşük alan kalınlığı 0.7635 mm iken en yüksek alan kalınlığı ise 0.9970 mm değeri elde edilmiştir. Baskı plakası ve hazne basıncı için optimum değer bu parametrelerin ikinci seviyesi olmuştur. Artan matris açısında ise zımba kuvvetinin arttığı ancak malzeme kalınlık değişiminin ise azaldığı tespit edilmiştir. Zımba radyüs değerinin artmasına bağlı olarak limit çekme oranı da paralel bir şekilde artmıştır.