Hibrid Mikro Elektro Erozyon ve Mikro Mekanik İşleme Cihazı
Transkript
Hibrid Mikro Elektro Erozyon ve Mikro Mekanik İşleme Cihazı
Hibrid Mikro Elektro Erozyon ve Mikro Mekanik İşleme Cihazı Mikrotools Temassız yöntemlere bir örnek mikro elektro erozyon yöntemidir. Temaslı yöntemlerde işleme hızı ve esnekliği avantaj olurken, temassız yöntemler yüksek hassasiyet öne çıkmaktadır. İş parçasın mukavemet ve sertlik özellikleri temassız yöntemlerde herhangi bir sorun olmazken, temaslı yöntemlerde sürecin sınırlarını belirlemektedir. Buna karşılık malzemenin elektrik iletkenliği ve saydamlık gibi özellikleri temassız yöntemlerin sınırlarını belirlemektedir. Normalen temaslı ve temassız yöntemler farklı makinalarda yapılmaktadır. Üretim teknolojileri alanında yaşanan son gelişmeler ise bu iki ana tekniğin avantajlarını birleştirecek hibrid makinalar üzerinde yoğunlaşmaktadır. Hibrid tabir edilen bu makinaların en belirgin avantajı aynı setup üzerinde birden fazla işlemin yapılmasını dolayısıyla hassasiyet kaybını önlemesidir. Merkez altyapısında böyle bir cihazın olması konusunda görüş birliğine varılmış ve böyle bir makina için araştırmalara başlanılmıştır. Piyasadaki makinalar incelendiğinde mikro mekanik işleme ve mikro elektro erozyon yöntemlerini tek bir makinada birleştiren Mikrotools makinası öne çıkmıştır. Bu makina üzerinde mikro frezeleme, mikro tornalama, mikro tel erozyon, mikro dalma erozyon, mikro tel erozyon taşlama, mikro elektro erozyon frezeleme ve mikro elektro erozyon delik delme süreçleri uygulanabilmektedir. Şekil 1 makinanın genel görünüşü ve yapısı hakkında bilgi vermektedir. Şekil 1. Cihazın görünüşü ve temel yapısı Mikrotools cihazının üretimini yapan şirket Ulusal Singapur Üniversitesi (National University of Singapore, NUS) öğretim üyelerinden Prof. M. Rahman tarafından kurulmuş bir spin-off şirkettir. Şirketin verdiği referanslar ile görüşülmüş ve olumlu geri bildirimler alınmıştır. Makinanın alım görüşmeleri esnasında karşılıklı fikir ve öğrenci değişimine olanak verilmesi konusuna önem verilmiş ve görüş mutabakatı sağlanmıştır. Dolayısı ile yapılan alım ile sadece makina alımı değil önemli derecede bilgi transferi de sağlanmış olacaktır. Bu 1 makinanın muadili diğer makinalara olan bir diğer avantajı ise kontrol sisteminin açık olmasıdır. Dolayısı ile makinaya istenen özellikler eklenebilecektir. Buna ek olarak İşviçre yapımı benzer bir diğer makinaya (Sarix) göre fiyat avantajı da bulunmaktadır. Makinanın baz versiyonu düşük hız mikro mekanik işlemeye uygun olarak tasarlanmıştır (3000-5000 dev/dak). Şirketle görüşmeler sonucu aynı makina üzerinde yüksek hız frezeme işlemlerinin yapılabilmesini sağlayacak bir yüksek hız iş mili makinaya uyarlanması sağlanmıştır. DPT proje teklifi 1. yıl alım listesinde bulunan Fischer Precise yüksek hızı mili (max 60000 dev/dak) Mikrotools cihazı ile birlikte teslim edilecektir. Cihazın teknik özellikleri ise kısaca şu şekilde verilebilir. Fabrika verisi olarak çözünürlük (resolution) değeri 0.1 mikrometre (100 nanometre) olarak verilmiştir. Eksen aralıkları 200 mm (X ekseni) x 100 mm (Y ekseni) x 100 mm (Z ekseni) olarak verilmekte dolayısıyla mikro işlem için uygundur. Pozisyonlama hassasiyeti 100 mm de ±1 mikron olarak verilmiştir. Ayrıca cihaz üzerine monte edilmiş mikroskop ile işleme detayları görüntülenebilmektedir. Makinanın en düşük ve en yüksek ilerleme değerleri 1 mm/dak ile 2000 mm/dak arasında değişebilmektedir. Makina üzerindeki elektro erozyon işlemnin gerçekleştirilebilmesi için voltaj ve akım kontrolü sağlanmakta ve elektro erozyon sisteminin sağlıklı bir şekilde çalışabilmesi için gerekli filtreleme aparatları cihazda mevcut olarak bulunmaktadır. Tablo 1 cihazın malzemeye bağlı olarak işeleyebileceği boyutsal oran kapasitesini göstermektedir. Tablo 1. Mikro işleme operasyonları ve kabiliyetleri Mikro İşleme Operasyonu En düşük boyut İş parçası malzemesi Mikro tornalama 50 um çap ve daha Demir - Demir düşük olmayan Mikro frezeleme 200 um ve daha Demir düşük Mikro delik delme 50 um ve daha Demir düşük Mikro elektro erozyon 50 um ve daha Elektrik iletken düşük malzeme Mikro tel erozyon 30 um ve daha Elektrik iletken düşük malzeme Mikro tel erozyon taşlama 50 um ve daha Elektrik iletken düşük malzeme Şekil 2 ise üreticinin cihaz ile ürettiği şaft ve mikro delik resimlerini göstermektedir. Cihaz üzerinde mikro tornalama ile hızlı bir şekilde üretilmiş olan 50 um çapındaki mil daha sonra mikro tel erozyon taşlama yöntemi ile 5 um çapa indirilmiş ve aynı tel 5 um luk delik delebilmiştir. 2 Şekil 2. Üretici verilerine işlenen şaft ve delik değerleri Mikrotools isimli hibrid işleme cihazı Şubat 2011 başında ısmarlanmış olup Mayıs 2011 ayı sonunda kullanıma hazır hale gelecektir. Tek cihaz üzerinde elektrot imalatı ve mikro kalıp üretimi yapılabilecektir. 3