Batarya kalıplarında döküm-kalıp ısı transfer katsayısı hesaplanması ve yolluk tasarımı ile kalıp ısı dağılımının optimize edilmesi

Sıhhi tesisat sistemlerinden sıcak ve soğuk suyu istenilen oranlarda karıştırarak akıtabilen armatürlere batarya denir. Günümüzde kullanılan bataryaların hammaddesi genelde pirinç alaşımıdır ve alçak basınçlı döküm yöntemi ile sıcak dövme yöntemi kullanılarak üretimleri gerçekleştirilir. Alçak basınçlı döküm yöntemi ile üretilen batarya gövdelerinde doldurmazlık, çekme, gözenek-gaz boşluğu, çatlak, süngerimsi yapı, maça kaçıklığı gibi hatalar görülmektedir. Bu hatalar parçanın ıskartaya ayrılmasına neden olmaktadır. Hataların nedenleri incelendiğinde ise genel anlamda ısı kaynaklı hatalar olduğu anlaşılmaktadır. Bu tip hatalar nedeniyle; basınçlı döküm metodunda, döküm-kalıp ara yüzey ısı transfer katsayısının belirlenmesi döküm parçasının kalitesi için oldukça önemlidir. Döküm-kalıp ara yüzey ısı transfer katsayısı, kalıp sıcaklığına, döküm sıcaklığına, enjeksiyon basıncına, enjeksiyon hızına, kalıp yüzey pürüzlülüğüne, kalıp tasarımına, alaşım türüne bağlı olarak değişim göstermektedir. Bu çalışma da batarya kalıbına bağlanan termokupllar ile deneysel üretim gerçekleştirilerek, proses anında ki oluşan sıcaklık değerleri kayıt altına alınmıştır. Elde edilen sıcaklık değerleri ile Ansys programında Fluent modülü kullanılarak termal analiz yapılmıştır. Termal analiz ile nümerik olarak ara yüzey ısı transfer katsayısı hesaplanmıştır. Hesaplanan ısı transfer katsayısı Magma programına tanımlanarak döküm simülasyonu çalıştırılmış ve simülasyon sonucu oluşan hata analizleri incelenmiştir. Belirlenen ısı transfer katsayı değerleri kullanılarak yapılan simülasyon çalışmalarının sıcaklık eğrileri ile deneysel üretim anında elde edilen sıcaklık eğrileri arasında yakınsama sağlanmıştır. Daha sonra simülasyon sonucu oluşan hatalı bölgelerin yerleri ve değerleri deneysel üretimi gerçekleştirilen parçalarda ki hatalar ile karşılaştırılmış ve hatalar örtüşmüştür. Bunun sonucunda da mevcut üretimde oluşan hatalar ile simülasyon hatalarının yakınsama göstermesiyle birlikte başka bir modelde yolluk tasarımı değiştirilerek simülasyon tekrarlanmıştır ve simülasyon sonucu oluşan hatalar incelenmiştir.