İleri malzemeler ve simülasyon teknikleriyle otomotiv sac şekillendirme süreçlerinde kenar çatlaklarının incelenmesi
No Thumbnail Available
Date
2024-12
Authors
Şahin, Umut Fırat
Özer, Hakkı
Şahin, Eslem
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Bilsel Yayıncılık
Abstract
Otomotiv endüstrisinde hafiflik ve dayanıklılık arayışı, sac metal şekillendirme süreçlerindeki zorlukları artırmıştır. Gelişmiş yüksek mukavemetli çelikler ve alüminyum alaşımlarının yaygınlaşmasıyla birlikte, kenar çatlaması sorunu daha da önemli hale gelmiştir. Kenar çatlağı, sac metal şekillendirme süreçlerinde malzemenin kenar bölgesinde oluşan çatlaklardır ve genellikle kesme, delme veya şekillendirme işlemleri sırasında meydana gelir. Bu sorun, özellikle gelişmiş yüksek mukavemetli çelikler ve alüminyum alaşımlarında daha sık görülmekte olup, malzemelerin ince kesitlerinde yüksek gerilmeler nedeniyle ortaya çıkar. Kenar çatlakları, parça dayanımını ve estetik kalitesini olumsuz etkileyerek otomotiv sektöründe kalite ve güvenlik problemlerine yol açabilir. Bu tür çatlakların oluşumunda, malzemenin mikroyapısal özellikleri, kesme yöntemi, kenar hazırlama teknikleri ve şekillendirme proses parametreleri gibi faktörler önemli rol oynar. Bu sorununun önlenmesi, doğru malzeme seçimi, optimize edilmiş proses tasarımı ve yenilikçi kesme teknolojilerinin uygulanmasını gerektirir.
Bu çalışmada, gelişmiş simülasyon araçlarından biri olan AutoForm kullanılarak farklı malzemelerin şekillendirme davranışları incelenmiştir. Parçaya uygulanan kesme yöntemleri, hazırlama teknikleri ve proses parametrelerinin çatlak oluşumu ve ilerlemesi üzerindeki etkileri vurgulanmaktadır. Bu sayede, kenar çatlağının başlangıç ve yayılımı daha iyi anlaşılmış ve üretim süreçleri için önem arz eden veriler elde edilmiştir. Simülasyon sonuçlarına dayanarak, malzeme yenilikleri, üretim tekniklerindeki iyileştirmeler ve tasarım optimizasyonu gibi farklı boyutlarda kenar çatlaması azaltma stratejileri önerilmektedir. Bu stratejiler hem malzemelerin mikroyapısal özelliklerini hem de şekillendirme süreç parametrelerini kapsayacak şekilde tasarlanmıştır. Bu çalışma, gelişmiş malzemelerin üretim sürecindeki simülasyon araçları arasındaki karmaşık etkileşimi ortaya koyarak, mühendisler ve araştırmacılar için önemli bir bakış açısı sunmaktadır. Elde edilen bulgular, otomotiv sektöründe sürdürülebilirlik ve performans beklentilerini karşılayacak, aynı zamanda güvenilir ve dayanıklı otomotiv bileşenlerinin geliştirilmesine katkı sağlayacaktır. Sonuç olarak, bu çalışma kenar çatlaması sorununa bütüncül bir yaklaşımla çözüm önerileri sunarak sektördeki gelişmelere önemli bir katkı sağlayacaktır.
The quest for lightweight construction and durability in the automotive industry has heightened the challenges in sheet metal forming processes. With the widespread use of advanced high-strength steels and aluminium alloys, the problem of edge cracking has become even more important. Edge cracks are cracks that form in the edge region of the material during sheet metal forming processes and usually occur during cutting, punching or forming operations. This problem is particularly common in advanced high-strength steels and aluminium alloys and is caused by high stresses in the thin sections of the materials. Edge cracks can cause quality and safety problems in the automotive industry by adversely affecting part strength and aesthetic quality. Factors such as microstructural properties of the material, cutting method, edge preparation techniques and forming process parameters play an important role in the formation of such cracks. Prevention of this problem requires correct material selection, optimised process design and the application of innovative cutting technologies. In this study, the forming behavior of various materials was analyzed using AutoForm, one of the advanced simulation tools. The effects of cutting methods, preparation techniques, and process parameters on crack initiation and propagation were emphasized. This approach provides a deeper understanding of edge crack formation and generates critical data for optimizing manufacturing processes. Based on the simulation results, edge crack mitigation strategies are proposed across multiple dimensions, including material innovations, improvements in manufacturing techniques, and design optimization. These strategies consider both the microstructural properties of the materials and the parameters of the forming process. This study provides an important perspective for engineers and researchers by revealing the complex interaction between simulation tools in the manufacturing process of advanced materials. The findings will contribute to the development of reliable and durable automotive components that meet sustainability and performance expectations. Ultimately, this study will make a significant contribution to the automotive industry by providing holistic solutions to the edge cracking problem.
The quest for lightweight construction and durability in the automotive industry has heightened the challenges in sheet metal forming processes. With the widespread use of advanced high-strength steels and aluminium alloys, the problem of edge cracking has become even more important. Edge cracks are cracks that form in the edge region of the material during sheet metal forming processes and usually occur during cutting, punching or forming operations. This problem is particularly common in advanced high-strength steels and aluminium alloys and is caused by high stresses in the thin sections of the materials. Edge cracks can cause quality and safety problems in the automotive industry by adversely affecting part strength and aesthetic quality. Factors such as microstructural properties of the material, cutting method, edge preparation techniques and forming process parameters play an important role in the formation of such cracks. Prevention of this problem requires correct material selection, optimised process design and the application of innovative cutting technologies. In this study, the forming behavior of various materials was analyzed using AutoForm, one of the advanced simulation tools. The effects of cutting methods, preparation techniques, and process parameters on crack initiation and propagation were emphasized. This approach provides a deeper understanding of edge crack formation and generates critical data for optimizing manufacturing processes. Based on the simulation results, edge crack mitigation strategies are proposed across multiple dimensions, including material innovations, improvements in manufacturing techniques, and design optimization. These strategies consider both the microstructural properties of the materials and the parameters of the forming process. This study provides an important perspective for engineers and researchers by revealing the complex interaction between simulation tools in the manufacturing process of advanced materials. The findings will contribute to the development of reliable and durable automotive components that meet sustainability and performance expectations. Ultimately, this study will make a significant contribution to the automotive industry by providing holistic solutions to the edge cracking problem.
Description
Keywords
Sac şekillendirme , Çelik , Alüminyum , AutoForm , Simülasyon , Kenar çatlağı , Sheet metal forming , Steel , Aluminum , Simulation , Edge cracking
Citation
Şahin, U. F., Özer, H. & Şahin, E. (2024). İleri malzemeler ve simülasyon teknikleriyle otomotiv sac şekillendirme süreçlerinde kenar çatlaklarının incelenmesi. L. Diaconu Maxim ve B. Altunok (Ed.), I. Uluslararası Transilvanya Bilimsel Araştırmalar ve İnovasyon Kongresi içinde (379-391. ss.). Romanya: Bilsel Yayıncılık.
