Döküm sektöründe, malzemenin kalıplama sürecine uygun bir şekilde yönlendirilmesi ve sıvı metalin düzgün akışı sağlanması kritik öneme sahiptir. Bu süreçte, yolluk ve çıkış yükseklikleri, döküm kalitesini doğrudan etkileyen temel unsurlar arasında yer alır.
Yolluk tasarımı, sıvı metalin kalıplama alanına doğru akışını sağlamak için optimize edilirken, çıkış yüksekliği de malzemenin düzgün ve verimli bir şekilde yerleşmesini temin eder. Her iki tasarım parametresi de doğru hesaplamalarla optimize edilmelidir.
Yolluk Yüksekliği ve Tasarımının Önemi
Yolluk, döküm sistemlerinde, sıvı metalin kalıba yönlendirildiği bir kanal olarak tanımlanır. Bu kanalın tasarımı ve boyutları, malzemenin kalıba düzgün ve hatasız bir şekilde akmasını sağlamak için kritik rol oynar. Yolluk yüksekliği, malzemenin akış hızını, türbülansını ve sıvı metalin kalıba doğru ulaşma süresini etkiler.
Yolluk Yüksekliği Hesaplaması:
Yolluk yüksekliği, kullanılan yolluk sistemi türü ve döküm sürecinin gereksinimlerine göre hesaplanır. Aşağıdaki temel formüller, yolluk ve çıkış yükseklikleri için sıkça kullanılır:
Üst Kapı İçin:
H = h
Burada, H yolluk yüksekliği ve h toplam yüksekliktir.
Alt Kapı İçin:
H = h – (c / 2)
Burada, c, kanalın yüksekliğini temsil eder. Alt kapı tasarımında bu hesaplama, sıvı metalin akışının düzgün olmasını sağlar.
Bölme Hattı Kapısı İçin:
H = h – (P / 2) – (c / 2)
Burada, P, tasarımla ilgili ek parametreleri ifade eder. Bölme hattı kapıları, özellikle karmaşık geometrilere sahip parçalar için kullanılır.
Yolluk yüksekliği hesaplamaları, statik basınç başlığı gibi ek faktörleri de göz önünde bulundurur. Statik basınç başlığı, sıvı metalin yolluktan akarken karşılaştığı dirençle ilgilidir ve aşağıdaki formüllerle ifade edilebilir:
(A1 / A2) = (h1 / h2)
Burada, A1 ve A2, farklı noktalarda ölçülen yolluk kesit alanları; h1 ve h2 ise bu noktaların yükseklikleridir.
Çıkış Yüksekliği Hesaplaması ve Rolü
Hidrostatik Basınç Hesaplama:
P = ρ * g * h
Burada, P basınç, ρ sıvı metalin yoğunluğu, g yerçekimi ivmesi ve h çıkış yüksekliğidir.
- : Basınç (Pa)
- ρ: Metal yoğunluğu (kg/m³)
- g: Yerçekimi ivmesi (~9,81 m/s²)
- h: Çıkış yüksekliği (m)
Çıkış yüksekliği, döküm işleminde sıvı metalin kalıba yönlendirilmesi sırasında karşılaşılan önemli bir parametredir. Metalin kalıba doğru akışının doğru bir şekilde gerçekleşmesi için çıkış yüksekliği optimize edilmelidir. Çıkış yüksekliği, malzemenin katılaşma süreci ve soğuma hızını etkileyebilir.
Çıkış Yüksekliği Hesaplama:
Çıkış yüksekliği genellikle, hidrostatik basınç, akış hızı ve yolluk boyutları dikkate alınarak hesaplanır. Bu hesaplama, metalin doğru hızda ve doğru şekilde kalıba akmasını sağlar. Aşağıda çıkış yüksekliği hesaplaması için kullanılan bazı temel formüller yer almaktadır:
Hidrostatik Basınç Hesaplama:
P=ρ⋅g⋅h
Burada, P basınç, ρ sıvı metalin yoğunluğu, g yerçekimi ivmesi ve h çıkış yüksekliğidir.
Kayma Oranı Hesaplaması: Kayma oranı, akış sırasında sıvı metalin davranışını belirler ve kapı yüksekliğinin doğru hesaplanmasıyla bağlantılıdır:
Kayma Oranı Hesaplaması:
Kayma Oranı = (6Q) / (W * H²)
Burada, Q akış hızı, W kapı genişliği, ve H kapı yüksekliğidir.
Yolluk ve Çıkış Yüksekliklerinin Optimizasyonu
Yolluk ve çıkış yükseklikleri, döküm sürecinin başarısı için hayati öneme sahiptir. Bu parametrelerin doğru hesaplanması, sıvı metalin düzgün bir şekilde kalıba akmasını sağlar, bu da hatasız döküm parçaların üretilmesi anlamına gelir.
Yolluk tasarımının verimli bir şekilde yapılması, özellikle sıvı metalin türbülansını azaltmak ve hava tuzağı oluşumunu önlemek için önemlidir. Ayrıca, kapı yüksekliği ile yolluk yüksekliği arasındaki ilişki de optimize edilmelidir.
Yatay Yolluklara Çıkış Bağlanması:
Yolluk ve çıkış yükseklikleri hesaplanırken özellikle yatay yolluklara çıkış bağlayacağımız zaman aşağıda belirtilen hususları göz önünde bulundurmalıyız:
- Çıkışların yerleştirilmesi, yolluktan ayrı bir yere, yatay yolluğun uzantısına doğru yapılırsa,
- Çıkışlar, metal banyosunun akış yönünün aksine yerleştirilirse,
- Metal banyosunun akış yönüyle aynı yöne yerleştirilirse (ki bu durumda cüruf kolaylıkla akarak geçer)
- Yatay yollukların her iki tarafa da çok yakın olması.
Yatay yolluk, çıkış ve kalıp arasındaki mesafeler, bu mesafe dar olduğu zaman kalıp yüzeyinden parça kopmalarına sebep olur. Bu mesafe çok uzun olduğu zaman çıkışların da boyu uzun olur ve sonuçta çıkış uzantılarında POROZİTE yani döküm boşlukları meydana gelir.
Yatay Yolluk Ve Çıkış Yükseklikleri:
Yatay yolluk, ergimiş metali kalıbın gerekli kısımlarına dağıtır ve aynı zamanda banyodaki pislikleri uzaklaştırır.
Bu yüzden yatay yolluk yüksekliği çıkıştan belirli bir miktar daha fazla olmalıdır ki böylelikle ergimiş metal basıncını yatay yolluk uzatmalarına verebilsin.
Genel olarak yatay yolluk çıkışın 4 (dört) katı daha yüksek olur. Fakat yolluk sisteminde tasarrufa gidilecek ise yatay yolluğun çıkışa nazaran 2(iki) kat daha yüksek yapılması yeterlidir.
Döküm Tasarımında Diğer Faktörler:
- Akış Hızı ve Basınç Dinamikleri: Metalin doğru hızda akması için, yolluk ve çıkış yükseklikleri doğru hesaplanmalı ve yerçekimi, basınç farkları gibi fiziksel faktörler dikkate alınmalıdır.
- Malzeme Özellikleri: Metalin viskozitesi ve sıcaklığı gibi özellikler, yolluk ve çıkış yükseklikleri hesaplamalarını etkileyebilir.
- Simülasyon Yazılımları: Döküm simülasyon yazılımları kullanılarak, yolluk tasarımı ve çıkış yüksekliği optimizasyonu daha hassas bir şekilde yapılabilir.
Yolluk ve Çıkış Yüksekliklerinin Önemi
Yolluk ve çıkış yükseklikleri, döküm sektöründeki verimliliği artıran ve kaliteyi sağlayan kritik parametrelerdir. Bu hesaplamalar, malzemenin düzgün akışını sağlamak, hava tuzağını engellemek ve katılaşma sürecini optimize etmek için gereklidir.
Döküm süreçlerinde doğru tasarım ve hesaplamalar yapılarak, başarılı ve kaliteli döküm ürünleri elde edilebilir. Yolluk ve çıkış yüksekliği optimizasyonu, her zaman malzeme özelliklerine, akış hızına ve kalıp geometrisine göre özelleştirilmelidir. Bu nedenle, doğru hesaplamalar ve simülasyonlar, döküm sektöründe başarılı üretim için temel faktörlerden biridir.
