Bulaşık makinesi alternatif pervane tasarımı

Günümüzde insan hayatını kolaylaştıran makineler arasında yer alan beyaz eşyalar üzerine yapılan çalışmalar her geçen gün artmaktadır. Enerji tüketimi düşük, daha performanslı makineler üretmek firmaların temel hedefidir. Bu amaçla şirketlerin AR-GE merkezlerinde araştırma ve geliştirme faaliyetleri yürütülmektedir. Beyaz eşya sektöründe yer alan firmalar birbirleri ile rekabet ederken geliştirdikleri teknolojilerle birbirlerinden ayrılmakta ve müşteri algısına hitap eden ürünler geliştirmektedir. Ürünün son adresi olan müşteriye hitap eden ergonomisi yüksek, fonksiyonel ve ulaşılabilir ürünler üretmek firmalar arasındaki rekabeti arttırmaktadır. Bu çalışmada yıkayıcı ev aletlerinden olan bulaşık makinesinin yıkama performansını arttırmaya yönelik tasarlanan pervane mekanizması incelenmiştir. Arçelik Merkez AR-GE direktörlüğü Dijital Modelleme ve Yapısal Tasarım Yöneticiliği ve Arçelik Bulaşık Makinesi İşletmesi arasında ortak yürütülen bu proje kapsamında geliştirilen pervane ve alternatifleri anlatılmaktadır. Geliştirilen pervanenin detay tasarımları oluşturulmuş ve seri üretimine geçilerek piyasaya sunulmuştur. Çalışma kapsamında öncelikle bulaşık makinesi çalışma prensibi ve bulaşık makinesi komponentleri incelenmiştir. Daha sonra literatür araştırması kapsamında yıkama performansına etki eden parametreler ortaya konmuştur. Bu parametreler mekanik etki, kimyasal etki, zaman ve sıcaklık olarak sıralanabilir. Patent araştırması yapılarak tekniğin bilinen durumu belirlenmiş ve firmaların yıkama sistemleri incelenerek çok yönlü bir araştırma yapılmıştır. Literatürde belirtilen standartlara göre bulaşık makinesi temizleme performansı değerlendirme ölçütleri ve yıkama performansı sınıflarının belirlenme kriterleri araştırılmıştır. Bulaşık makinesi yıkama performansını arttıracak çözümleri belirlemek amacıyla sistem gereksinimleri belirlenmiştir. Önerilen çözümün uygulanılması düşünülen Arçelik bulaşık makinesinin yapısı incelenmiştir. Sistemin boyutları, konstrüksiyon kısıtları ve işleyişi belirlenerek sistem sınırları çizilmiştir. Mevcut bulaşık makinesinde kullanılan pervanenin yapısı ve çalışma prensibi incelenmiştir. Yapılan bu çalışmalar sonrasında konstrüksiyon sistematiğine göre istekler listesi oluşturulmuştur. İstekler listesi oluşturulurken müşteri beklentileri ve firma istekleri dikkate alınmıştır. Bu doğrultuda yıkama performansını arttırmak amacıyla pervanenin tasarımında değişiklik yapılmasına karar verilmiştir. İstekler listesi belirlendikten sonra alternatif fonksiyon strüktürleri oluşturulmuştur. Alternatif fonksiyon strüktürleri oluşturulduktan sonra alternatiflerin taslak çizimleri yapılmıştır. Taslak çizimlerin ardından alternatifler CAD ortamında modellenerek konsept tasarımları oluşturulmuştur. Oluşturulan her alternatifin temel fonksiyonu, pervanenin tarama alanını arttırmak olmakla beraber fonksiyonu gerçekleştirme şekli farklıdır. Pervane tasarımı için oluşturulan alternatif fonksiyon strüktürlerinin alt fonksiyonları oluşturularak her birinin avantajları ve dezavantajları belirlenmiştir. Ağırlıklı hedefler matrisiyle alt fonksiyonlardan en iyisi seçilerek hedef büyüklükler matrisi oluşturulmuştur. Ağırlıklı hedefler matrisindeki alternatiflerden en iyi skora sahip olan alternatif belirlenmiştir. Matrisin yanı sıra ekonomik değerlendirme de göz xx önüne alınarak alternatifler karşılaştırılmış ve en iyi sonuca sahip alternatifin detay tasarımı yapılmıştır. Detay tasarım aşamasında ilk olarak sistemde kullanılacak dişli çark mekanizmasının boyutlandırılması yapılmıştır. Mekanizmada kullanılacak olan tüm parçaların plastik enjeksiyon yöntemiyle üretilmesine karar verilmiştir. Bu nedenle parçalar plastik parça tasarım kriterlerine uygun olarak tasarlanmıştır. Detay tasarım çalışması tamamlanarak sistemin prototipi yapılarak sistemin çalışması sırasında, imalat ve montaj aşamalarında oluşabilecek problemler tespit edilmeye çalışılmıştır. Prototipleme aşamasında dişli çark parçaları ve tahrik pervanesi parçaları talaşlı imalatla POM malzemeden; üç kollu pervane ve filtre destek parçaları hızlı prototipleme yöntemi ile 3D yazıcıda üretilmiştir. Parçaların tasarımda verilen ölçülere uygun olduğu tespit edildikten sonra dişli çark mekanizmasının montajı yapılarak test aşamasına geçilmiştir. Test aşamasında sistem, bulaşık makinesi içerisine gruplanarak sistemin öncül yıkama performansı testleri yapılmıştır. Yıkama testleri sonrası teknik problemler tespit edilmiş ve problemlere çözüm önerileri oluşturulmuştur. Seri üretimde kullanılacak malzeme hammaddeleri seçilmiştir. Yıkama testleri sırasında oluşan problemlerin kaynağını tespit etmek ve çözüm oluşturmak amacıyla yapısal analiz ve tolerans analizi çalışmaları yapılmıştır. Oluşturulan çözüm önerileri tasarıma aktarılmıştır. Pazardaki çeşitliliğin fazla olması, firmalar arasında rekabetin artması ekonomik koşulların da etkisiyle markaların geliştirdiği çözümler müşteri odaklı olmak zorundadır. Sunulan çözümler; kullanıcının günlük yaşamda yaşadığı problemler, eksiklikler ve arzuları doğrultusunda şekil kazanmaktadır. Bu nedenle sunulan çözüm kullanıcı deneyimi ile sonuçlanmaktadır. Problemin belirlenmesiyle birlikte bulaşık makinesinde uygulanacak yeni pervane tasarımının adresi son kullanıcıdır. Yapılan kullanıcı deneyimi testinde, bulaşık makinesi yıkama sistemi için yapılan bir iyileştirme olmakla beraber kullanıcının da pervaneyi ve pervanenin çevresindeki komponentleri kolay kullanması amaçlanmaktadır. Bu amaçla yeni pervane tasarımı kullanılabilirlik testine alınmıştır. Test, evde günlük kullanımı simüle eden görevlerin test katılımcıları tarafından yerine getirilmesi sağlanarak yapılmıştır. Test katılımcılarına algısal kalite soruları da test esnasında yöneltilmiştir. Pervanenin kullanıcıya yaşattığı deneyim analiz edilmiş ve gelişime açık yönleri tespit edilmeye çalışılmıştır. Tasarım finalize edilirken bu kriterler göz önüne alınmış ve tasarımda revizyon yapılarak sistemin açık yönleri kapatılmaya çalışılmıştır. Tasarlanan pervanenin yıkama etkinliğini belirlemek ve konvansiyonel pervane ile arasındaki yıkama performansı farkını ölçmek amacıyla EN50242 "Ev tipi bulaşık makinelerinin performansının ölçülmesi" başlıklı standardına göre Arçelik Bulaşık Makinesi İşletmesi'nde testler yapılmıştır. Yıkama performansı ölçülen yeni tasarımda yıkama etkinliğinin arttığı gözlenmiş ve yıkama performansındaki iyileşme sayısal olarak belirlenmiştir. Geliştirilen pervanenin yıkama performansı puanı hesaplanarak referans makineye göre puanı oranlanarak yıkama performansı sınıfı belirlenmiştir.