Kalıp geometrisinin ekstrüzyon işlemi üzerine etkisi

Magnezyum, yüksek mekanik özelliklere ve daha düşük ağırlığa sahip olmasından dolayı inşaat, havacılık ve otomotiv gibi birçok sektörde kullanımı yaygınlaşmaktadır. Magnezyum ve alaşımlarının uygulamasının yaygınlaştığı yöntemlerden biri de ekstrüzyon işlemidir. Ekstrüzyon, biyet ya da iş parçası olarak adlandırılan metal bir bloğun basınç yardımıyla kendisinden daha küçük kesitli bir kalıp boşluğundan akmasının sağlandığı bir plastik şekillendirme yöntemidir. Bu yöntem ile hem dolu kesitli profiller hem de içi boşluklu ve karmaşık kesitli profiller imal edilmektedir. Ekstrüzyon işleminde elde edilen profillerin kalitesini iyileştirmek için birçok parametrenin etkisi incelenmiştir. Başlıca etmenlerden olan malzeme akışı, malzemenin homojen bir yapıda olması ve buna bağlı olarak düzgün bir geometride olması nedeni ile önemlidir. Ekstrüzyon kalıplarındaki metal akışını kontrol etmek kalıp geometrisinin optimize edilmesi gerekmektedir. Kalıp tasarımı uygun olmadığı takdirde ekstürize edilen üründe burkulma ya da katlanma olması muhtemeldir. Bununla birlikte kalıp üzerinde oluşan gerilme ve profildeki çıkış sıcaklığında meydana gelen kritik yükselmeler kalıbın ve ürünün işlevsiz hale gelmesine neden olabilmektedir. Bu çalışmada, kalıp geometrisindeki önemli parametrelerden ekstrüzyon oranı ve kalıp giriş açısı dikkate alınmıştır. Deneysel çalışmanın ardından bu deneysel çalışması yapılmış ekstrüzyon işlemi modellenerek DEFORM 3D yazılımı sonlu eleman analizi gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışma sonucu ve analiz sonuçları mukayese edilip sonlu eleman modelinin geçerliliği test edilmiştir. Geçerli bir sonlu eleman modeli oluşturulduktan sonra ekstrüzyon oranı ve kalıp giriş açısı değiştirilerek yeni sonlu eleman simülasyonları gerçekleştirilerek oluşan sonuçlar irdelenmiştir. Sonlu eleman analizleri ile elde edilen veriler GİP (gen ifadesiyle programlama) kullanılarak modellemeler yapılmıştır. Bu GİP modellemeleri ile ekstrüzyon oranı ve kalıp giriş açısı (girdi parametreleri), ekstrüzyon kuvveti (çıktı parametresi) arasındaki ilişki ortaya konulmuştur.