Yüksek basınçlı döküm prosesi ile üretilen alüminyum otomotiv parçalarında kalıp tasarım değişikliklerinin parça döküm kalitesi üzerine etkilerinin araştırılması

Otomotiv endüstrisinin seri üretim şartlarına uyum sağlayabilecek ve aynı zamanda sürekli artan müşteri taleplerine de cevap verebilecek bir üretim yöntemi olarak alüminyum alaşımlarının yüksek basınçlı dökümü öne çıkmaktadır. Yüksek üretim hızı, tek bir kalıp ile yüksek üretim adedi, ölçüsel hassasiyet, düşük talaşlı imalat gereksinimi gibi avantajlarından dolayı tercih edilen yüksek basınçlı döküm yönteminde kalıp tasarımları nihai ürün kalitesi açısından kritik öneme sahiptir. İlk yatırım maliyetleri yüksek olan kalıpların üretimi öncesinde yapılan tasarım süreçlerine ek olarak simülasyon yazılımlarının kullanımı ile zaman ve maliyet açısından kayıplar azaltılabilmektedir. Yüksek basınçlı döküm makinasının kamarası içerisinden başlayarak kovan ve kalıp boşluğu içerisinde bulunan gazların döküm sırasında parça içerisinde sıkışmadan kalıp içerisinden uzaklaştırılması gerekmektedir. Kalıp içerisinde bulunan havanın ve gazların verimli bir şekilde atılması döküm parça kalitesi açısından oldukça önemlidir. Bu tez çalışmasında yüksek basınçlı döküm prosesi ile AlSi12Cu1Fe, AlSi10MgFe alaşımlarından üretilen iki farklı otomotiv bileşeninin ventil (gaz atma) kalıp tasarımları üzerine çalışılmış ve sonuçları irdelenmiştir. Tasarımlara göre parça içerisinde sıkışan gazların bölgeleri ve miktarları MAGMAsoft HPDC yazılımı ile incelenmiştir. Çalışmalarda özellikle soğuk birleşme, baloncuk (blister) ve porozite döküm hatalarına odaklanılmıştır. Deneme dökümleri sonrasında numune parçalar üzerinden görsel, X-Ray radyoskopi ve taramalı elektron mikroskobi (SEM) incelemeleri yapılmış ve ayrıca sızdırmazlık testleri sonuçları ile ERP yazılımı verileri kullanılarak verimlilik analizleri yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda genel olarak toplam gaz atma yüzey alanlarının kalıp tasarımında iki katına çıkarılması sonucunda döküm hatalarının önemli oranda azaldığı görülmüştür. Ayrıca parçalarda simülasyon sonuçlarına göre belirlenen kritik bölgelere hava ceplerinin yerleştirilmesi sıvı metal akışını değiştirerek kalıp boşluğu içerisinden daha verimli gaz atılmasını sağladığı tespit edilmiştir.