OTAM AYLIK BÜLTEN İÇİNDEKİLER. Önsöz. Haber:

Transkript

1 SAYI 10 MAYIS 2010 OTOMOTİV TEKNOLOJİLERİ ARAŞTIRMA GELİŞTİRME SAN. ve TİC. A.Ş. İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ OTOMOTİV SANAYİİ DERNEĞİ TAŞIT ARAÇLARI YAN SANAYİİ DERNEĞİ ULUDAĞ İHRACATÇILAR BİRLİĞİ Önsöz D birleştirerek işbirliği yapma anlayışı ile üzerine düşen görevleri yerine getirme çabası içindedir. eğerli okurlarımız, bültenimizin 10. sayısında yine birlikteyiz. Ar-Ge envanterimizi derlemeyi amaçlayan tanıtım yazılarımızı sürdürüyoruz. Hedefimiz birkaç sayı sonrasında özel örnek Ar-Ge projeleri ele alarak, yetenek tanıtılması yanında Ar-Ge projelerinin, problem tanımlanması, çözüm yöntemi, uygulama ve sonuçlar aşamalarını içerecek biçimde sizlere sunmak olacaktır. Böylece yaşayan projelerde yapılabilenler dokümante edilirken, baştan sona bir süreç kapsamında bütün paydaşlarımıza ilham alınabilecek uygulamaların öyküleri aktarılacaktır. Bu yazılar için düşünülen Bilimsel Makale formatı değil, Ar-Ge ye yöneliş için öğrenme sürecini yaşayan okurlarımıza fikir verebilecek içerik ve formda bir sunuş şeklidir. Bu kapsamda aktarmayı düşündüğünüz çalışmalarınızla ilgili olarak bizlerle temas kurarsanız memnun oluruz. Ar-Ge, Test ve Analiz faaliyetleri yanında, akademik ve meslek içi eğitim konusuna da katkıda bulunan, ülkemizin test ve ürün doğrulama konusundaki eksiklerinin tamamlanması için yürütülen projelere destek veren OTAM, üye sayısı 27 ye ulaşmış olan OTEP (Otomotiv Teknoloji Platformu) çerçevesinde ulusal otomotiv teknolojisinin stratejik yol haritası çalışmalarını da sürdürmektedir. 9. Kalkınma Planımızda Ulusal hedef olarak seçilmiş olan Teknoloji Üretme, Özgün Tasarım Yapma, Marka Yaratabilme yetkinliklerine uzanan yol, büyük ve desteksiz sıçramalara izin vermeyen, adım adım kat edilmesi gereken bir öğrenme süreci olarak karşımızdadır. Bu sürecin en önemli adımlarından biri olan İşbirliği Yapabilme becerisi, kuruluşlarımız arası rekabet unsurlarını koruma altında devre dışı bırakarak Rekabet Öncesi Ortak Çalışma yöntem ve kültürünün hep birlikte öğrenilmesi ile kazanılabilecektir. Üniversitelerimiz, Sanayi Kuruluşlarımız ve Devletimizin bir arada çalışarak kat etmesi gereken bu yolda OTAM da rakip olma değil, yetenekleri İÇİNDEKİLER Önsöz Haber Tofaş Ar-Ge Merkezi Tanıtımı Bayraktarlar Tasarım A.Ş. Tanıtımı Bültenimizin bu sayısına Sn. Kemal YAZICI, Araştırma ve Ürün Geliştirme çalışmaları ile önemli bir geçmişe sahip ve ülkemizin önde gelen Otomotiv Ar-Ge kuruluşlarımızdan biri olan TOFAŞ Ar-Ge Merkezinin tanıtımı ile katkıda bulunmuştur. Sn. Ersel TURŞUCULAR ve Ersan BODUROĞLU ise Bayraktarlar Tasarım A.Ş. Tanıtımı ile ulusal Ar-Ge yeteneklerimizin envanterinin çıkarılmasına katkıda bulunmuşlar ve aynı zamanda otomotivde aydınlatma tekniği ile ilgili temel teorik yaklaşımları sunmuşlardır. Saygılarımla. Prof.Dr. Ali G. GÖKTAN OTAM Y.K.Bşk. Gn.Koordinatör goktan@itu.edu.tr Haber: 4 Mayıs 2010 günü İTÜ Savunma Teknolojileri Kulübünün düzenlemiş olduğu Üniversite Savunma Sanayii İş Birliği Konferansına destek verilmiş ve Rektörümüz Sn. Prof.Dr. Muhammed ŞAHİN ve Savunma Sanayii Müsteşarımız Sn. Murad BAYAR ın da katılımlarıyla gerçekleşen konferans kapsamında OTAM da tanıtılmıştır. 7 Mayıs 2010 tarihinde Konya Sanayi Odasının düzenlediği Uluslararası Otomotiv Sektörünün Geleceği ve Çözümü için Kümelenme Konferansı Konya da OTAM sunumla tanıtılmıştır. 28 Mayıs 2010 tarihinde OTAM Yıllık Danışma Kurulu toplantımız gerçekleştirilmiştir. İstanbul da gerçekleştirilen American Society Of Mechanical Engineers (ASME) 2010 International Leadership Summit Mechanical/Multi-Disciplinary Engineering Education uluslararası organizasyonunda 29 Mayıs 2010 günü yapılan sunumla Üniversite Sanayi işbirliğinin İTÜ de kurumsallaşmış başarılı bir örneği olarak OTAM tanıtılmıştır.

2 Kemal YAZICI (*) T ofaş, 42 yıldır süregelen Koç ve Fiat ortaklığının çatısı altında birçok başarıya imza atmış, bugün itibarıyla Fiat, Alfa Romeo, Lancia, Maserati ve Ferrari olmak üzere 5 global markanın Türkiye deki temsilciliğini başarıyla üstlenmiştir. Türk Otomotiv Sektörü nde tartışmasız büyük bir değeri ve gücü ifade eden Tofaş, Bursa daki fabrikasında ürettiği Doblo ve Fiorino gibi modellerin yanı sıra kompakt sedan modeli Fiat Linea yla da ülkemizden tüm Dünya ya ihracat yapan global bir oyuncudur. Tofaş rekabetçiliğini her daim güçlü kılmak adına zorlu dönemlerde dahi Ar -Ge ve inovasyona yaptığı yatırımları hız kesmeden sürdürmüştür. Bugün cirosunun %4 ü tutarında Ar-Ge yatırımı yapan, yaklaşık 450 personelinin hizmet verdiği Tofaş Ar-Ge Merkezi; yetkinlik seviyesi ve bünyesindeki laboratuarların yüksek teknolojisi, çeşitliliği ile Fiat ın Dünya genelinde 3., Avrupa da 2., Türk Otomotiv Sektörü nde ise 1. sırada yer almaktadır yılından beri sürekli iyileştirme faaliyetlerinin öncüsü olan Tofaş, 2007 yılında Fiat Grubu nun en başarılı üretim merkezi seçilerek WCM-World Class Manufacturing / Dünya Klasında Üretim programında bronz seviyeye ulaşmıştır yılında gerçekleştirdiği yoğun çalışmaların neticesinde Fiat ın tüm dünyada kurulu 170 i aşkın fabrikası içinde gümüş seviyeye ulaşan ilk ve en yüksek puana sahip, kalite ve verimlikte en iyi üretim merkezi olma başarısını göstermiştir. Kuruluşundan bu yana pazar liderliğinden, güçlü ihracata, yüksek Ar-Ge yetkinliğinden, kaliteli üretim ve ülke ekonomisine katkıya kadar birçok farklı kolda elde ettiği başarılarla sektördeki tartışmasız gücünü sürdüren Tofaş, halihazırda Türkiye nin en yüksek üretim kapasitesine sahip otomotiv şirketidir yılında 84 bin adetten fazla Fiat markalı aracı, Türk Tüketicisi ile buluşturarak, Türkiye otomobil+hafif ticari araç pazarı liderliğini sağlamıştır. Bu satışın yüzde 90 ı Tofaş tarafından üretilen yerli modeller olmuş, ülke ekonomisi ve istihdamına önemli katkılar gerçekleştirilmiştir. Türk Otomotiv Sektörü nün lideri Tofaş, çeyrek yüzyılı aşkın birikimi ile Türk İnsanı na dünya kalitesinde ve Türkiye koşullarına en uygun ürünleri sunma konusundaki çalışmalarını aralıksız sürdürmüş olup, 1990 lı yıllarda ilerde daha da sertleşecek rekabete cevap verebilmek üzere Ar-Ge yatırımının şart olduğunu görmüş ve 1994 yılı Aralık ayında Ar-Ge yapısını kurmaya karar vermiştir. Tofaş Ar-Ge 2009 sonunda yaklaşık 450 çalışanıyla otomotiv alanında Türkiye de büyük bir bilgi birikimi oluşturulmuştur. TOFAŞ ın test laboratuarları bugün dünya çapında ve Türkiye nin en ileri teknoloji, kapasite ve test imkanlarına sahip laboratuarlardır. En ileri metotlar ve ekipmanlar kullanarak çevreci, hafif, dayanıklı ve akıllı araçlara ulaşabilmek için gerekli araştırmalar ve testler Tofaş ın sahip olduğu gelişmiş laboratuarlarda yapılabilmektedir. Araç konsepti, stil, gövde, iç tasarım, süspansiyon, motor, emisyon, titreşim ve akustik alanlarında tasarım ve testler yapmak üzere yaklaşık 30 milyon Euro yatırım yapılmıştır. Tofaş Ar-Ge de pek çok araştırma projesi, TÜBİTAK destekli olarak yürütülmekte ve bu projelerde, FIAT Araştırma Merkezi ve yabancı tasarım Merkezleri - Tofaş Tofaş R&D R&D nin yanı sıra çeşitli üniversitelerin öğretim üyeleri ile birlikte çalışılmaktadır. Tofaş Ar-Ge Merkezi her alanda rekabetçi binek ve ticari araçlar geliştirerek Türk toplumuna, ekonomisine ve Tofaş ın karlılığına katkıda bulunmayı hedeflemiştir. Tofaş Ar-Ge belirlenen hedeflere ulaşabilmek ve gelişimin kalıcılığını sağlamak üzere 2006 yılında yeniden yapılanmış ve araç geliştirme sahasında Avrupa ile rekabet edebilir alt yapıyı oluşturmaya başlamıştır. Tofaş Ar-Ge, yeni teknolojilerin geliştirilmesi, proje yönetimi, tasarım ve tasarım doğrulama fonksiyonlarından oluşan bir organizasyon yapısına sahiptir yılı sonunda küresel ekonomik krizin otomotiv sektörüne de olan olumsuz etkilerine rağmen Tofaş ta, Ar-Ge insan kaynağına yönelik geliştirme planları, altyapıyı geliştirme amaçlı laboratuvar yatırımları ve yeni ürün geliştirmeye yönelik faaliyetler kesintiye uğramadan sürdürülmüştür yılı içerisinde toplam Ar- Ge harcaması 193 Milyon TL olarak gerçekleşmiştir. Tofaş ın Ar -Ge harcamalarının ciro ya oranı ortalama %4.8 olarak gerçekleşmiştir yılı itibariyle faaliyetlerini Bursa merkezli olarak yürüten Tofaş Ar- Ge nin Uludağ Üniversitesi içinde yer alan Ulutek Teknoloji Bölgesinde Platform adıyla faaliyet gösteren bir şirketi ve ODTÜ Teknopark Bölgesi nde faaliyet gösteren bir ofisi bulunmaktadır. Tofaş Ar-Ge, 2008 yılı itibariyle 5746 Sayılı Araştırma ve Geliştirme Faaliyetlerinin Desteklenmesi hakkındaki kanun kapsamında Sanayi ve Ticaret Platform Platform (Teknopark) (Teknopark) Ar-Ge ofisi Ar-Ge ofisi (ODTÜ) (ODTÜ) 2

3 MAYIS 2010 tadır. Bakanlığı tarafından Ar-Ge Merkezi olarak tescillenmiştir. Kurulduğu 1994 yılından bugüne pek çok projeyi başarıyla tamamlamış olan Tofaş Ar-Ge nin, yılları arasında dikkat çeken projeleri şu şekilde sıralanabilir: 2007: Palio-Albea Sole Projesi MCV (Minicargo) Kargo Projesi 2008: MCV Combi/Panorama, MTA, CNG Projeleri Linea Projesi 2009: Çevreci ve Çok Amaçlı Araç Geliştirme (P263) Kargo Projesi 2010: P263 Panorama, Combi ve Premio Projeleri P263 Yüksek Tavan, CNG, MTA, Pickup ve Şasi Projeleri Linea ve MCV Euro 5 Motor Uygulama Projeleri İç Tasarım Müdürlüğü: Müdürlük bünyesinde stil ve algılanan kalite, kokpit ve HVAC (heating, ventilating and air-conditioning), koltuk ve iç trim tasarım yöneticilerini barındırmakta olup, bir aracın stil ve iç tasarımıyla ilgili olarak aşağıda belirtilen yetkinliklere ve altyapı imkanlarına sahiptir: Konsept tasarım, yüzey modelleme, kil modelleme, 3 boyutlu sanal analizler ve algılanan kalite analizleri ve metodolojileri geliştirilmesi Torpido, torpido traversi, eşya gözü, orta konsol, el fren ve vites körükleri, hava kanalları, üfleçler ve taşıt iklimlendirme sistemleri tasarımı Ön ve arka koltuk, koltuk iskeleti ve hareket mekanizmaları tasarımı İç trim parçaları (kapı panelleri, şapkalık, tavan kaplaması, eşik kaplamaları vb.) Moldflow programı ile plastik kalıp tasarım analizleri UG motion ve structure programları ile hareketli mekanizma ve parça yapısal analizleri Organizasyon yapısı ve Ar-Ge Birimleri: Tofaş Ar-Ge organizasyonu, Ar-Ge Direktörü ne bağlı Ürün Mühendislik ve Ürün Geliştirme Direktörlükleri ve üç yöneticilik ile iki direktörlüğe bağlı tasarım, proje, test birimlerinden oluşmaktadır. Ürün Mühendisliği Direktörlüğü: Bir aracı tümüyle tasarlamak için gerekli gövde, iç tasarım, elektrikelektronik, şasi, motor ve sayısal analizlerle ilgili bölümlerin bağlı olduğu Ürün Mühendisliği Direktörlüğü aşağıda belirtilen tasarım ve analiz yetkinliklerine sahip olup, direktörlük bünyesinde toplam 138 beyaz yaka çalışmak- hiptir. Bu laboratuvar ile bir aracın iklimlendirme sistemiyle ilgili olarak; hava üfleme, kaçak hız ve miktarları, 3 adet termal kamera ile gerek kabin içinde gerekse cam yüzeylerde buz ve buğu çözme hızları ölçülebilmektedir. Ayrıca laboratuvar veri toplama, tek ve üç boyutlu sayısal analiz imkanlarına da sahiptir. Gövde Tasarım Müdürlüğü: Müdürlük alt/üst gövde, dış trim, hareketli parçalar trim tasarım yöneticiliklerinden oluşmaktadır. Bir aracın gövdesi ve dış trimiyle ilgili tüm tasarım faaliyetlerini yürütebilecek bir tasarım ekibine sahip olup, aşağıda belirtilen faaliyetleri yürütmektedir. Müdürlük, ayrıca 2010 yılı itibariyle faaliyete geçen Türkiye nin ilk taşıt iklimlendirme test laboratuvarına sa3 Alt ve üst gövde tasarım ve analizleri Hareketli gövde saç parçalarının (kapılar, bagaj kapağı, motor kapu-

4 tu, kapı kilit mekanizmaları vb.) tasarımı Dış trim parçalarının (ön ve arka tamponlar, ayna, cam, kapı fitili, silecekler, port bagaj taşıyıcı vb.) tasarımı Parametrik tasarım çalışmaları Moldflow programı ile plastik kalıp tasarım analizleri Saç parça basılabilirlik analizleri Elektrik-Elektronik (EE) Tasarım Yöneticiliği: Temel olarak faaliyetlerini; kablo, enerji sistemleri, elektrik-elektronik ve haberleşme parçaları, sistem entegrasyon ve performans doğrulama mühendisliği olarak 4 ana başlık altında toplayabileceğimiz EE Tasarım Yöneticiliği aşağıda belirtilen alanlarda tasarım çalışmalarını sürdürmektedir. UG ile kablo tasarım ve yerleşim çalışmaları Sanal enerji dengeleme, alternatör, marş motoru ve akü tasarımı Elektrik motoru ve sürücü tasarımı Araç bilgisayarı, sinyal kolları, gösterge panelleri, km saati, anten, radyo adaptasyonu ve tasarımı Proxi ve hata diagnozileri, CAN bus üzerinden yapılan analizler Şasi ve Araç Dinamiği Yöneticiliği: Başlıca ön/arka süspansiyon, fren, direksiyon, motor takozları, ön/arka amortisör sistemlerinin tasarımı ve doğrulanması üzerine çalışmakta olup, bir aracın sürüşü, yol tutuşu, frenlemesi ve kontrolü ile ilgili testleri yapabilecek ve onay verebilecek yetkinliğe sahiptir. Motor Sistemleri Yöneticiliği: Faaliyetlerini; motor kontrol, şanzıman, motor sistemleri tasarımı, egzoz emisyonları ölçümü ve alternatif yakıt uygulamaları olarak başlıca 4 ana gurupta toplayabileceğimiz yöneticiliğin faaliyet alanları aşağıda sıralanmıştır: Motor uygulamaları Egzoz, hava emiş, yakıt boruları, yakıt tankı tasarımı Motor kontrol sistemleri (ECU) programlama, uygulama ve hata analizleri LPG, CNG, biyoyakıt, flexfuel alternatif yakıt sistemleri uygulamaları Yöneticiliğe bağlı olarak faaliyet gösteren Emisyon Ölçüm Laboratuvarı Türkiye nin ilk emisyon ölçüm laboratuvarı olup, bu laboratuvarda Euro 5 seviyesinde emisyon, dizel partikül, yakıt sarfiyatı, yakıt buharlaşma miktarı (SHED), güç-tork ve katalitik dönüştürücü verimi ölçümleri, EGR analizleri, sınır iklim koşullarında çalıştırma testleri yapılabilmektedir. Laboratuvar TÜRKAK tarafından TS EN ISO/17025'e göre akredite edilmiştir. Ayrıca, yine bu bölüme bağlı olarak faaliyet gösteren katalitik dönüştürücü yaşlandırma bankosu üzerinde km üzerinde test edilmesi gereken EOBD (Electronic On-board Diagnostik) sınır şartları aracı süren bir robot yardımıyla test edilebilmektedir. Sayısal Analizler Yöneticiliği: Araç dinamiği, yapısal dayanım ve NVH, akışkanlar dinamiği ve güvenlik analizleri sayısal analizler yöneticiliğinin temel faaliyet alanlarıdır. Bu alanlarla ilgili olarak; Yeni bir ürünün ürün platformu tarafından tanımlanan hedeflerine uygun olarak sanal ortamda geliştirilmesi Mevcut üründe kalitenin iyileştirilmesi ve/veya maliyet indiriminin sağlanmasına yönelik sayısal analizlerin yapılması Bilgisayar ortamında yeni veya mevcut ürünler ile ilgili güvenlik, statik, yorulma & ömür, akustik, araç dinamiği, konfor, akışkanlar dinamiği ve enerji yönetimi analizlerini gerçekleştirmektedir. Bu analizler için MSC-Adams, MB- Sharc, Altair Hyperworks (+Optistruct), LS-Dyna, Ansa, Abaqus Standart/ Explicit, MSC.Nastran, Star CCM+, Mathlab Simulink programları kullanılmakta olup, ODTÜ Teknokent Bölgesi nde yer alan Çarpışma Test Merkezi ile birlikte çalışılmaktadır. Ürün Geliştirme Direktörlüğü: Yeni ve mevcut ürünlerle ilgili projelendirme, prototip, test ve homologasyon birimlerinin bağlı olduğu direktörlük bünyesinde toplam 89 kişi çalışmakta ve birim bazında detayları verilen aşağıdaki faaliyetlerin gerçekleşmesini koordine etmektedir. Taşıt Entegrasyon Müdürlüğü: Müdürlük bünyesinde NVH, codep, ürün yönetimi, homologasyon ve packaging ile ilgili yöneticilikleri olup aşağıda belirtilen yetkinlik ve alt yapı imkanlarına sahiptir. Halı ve izolatör tasarımı İç ve dış gürültü testleri, NVH analizleri Yeni ve mevcut modeller için ürün 4

5 ağacı oluşturulması ve değişiklik yönetimi sürecinin yönetilmesi Homologasyon ve tip onay testleri Sanal, fiziksel ve geometrik doğrulama, geometrik entegrasyon, fonksiyonel çalışma kontrolleri Ayrıca müdürlüğe bağlı olarak faaliyet gösteren NVH Test ve packaging doğrulama ve ölçüm laboratuvarı bulunmaktadır. NVH Test Laboratuarı nda aşağıdaki test ve analiz çalışmaları yapılmaktadır: Yarı-yankısız odada statik testler ve aynı odada roller bankosunda dinamik testler, Gürültü ve titreşim ölçümleri yol pisti testleri, Test cihazı üzerinde trim gürültü testleri, yarı yankısız odada statik testleri, Laboratuar ortamında modal analiz testleri Ses kalitesi ve jury testleri ölçüm ve değerlendirmeleri Packaging Laboratuvarı nda 3 boyutlu bir ölçüm cihazı ve nokta bulutu ölçümü yapabilen lazer tarama cihazı bulunmaktadır. Prototip ve Testler Müdürlüğü: Prototip Üretim, Malzeme Mühendisliği, Banko ve Yol Testleri Yöneticiliklerinin bağlı olduğu müdürlük bünyesindeki laboratuvarlarda aşağıda belirtilen test ve araştırma çalışmaları yapılmaktadır: Prototip Üretim Atölyesi: Hızlı prototip geliştirme çalışmaları Bizmut kalay karışımı ile prototip saç parça geliştirme çalışmaları Ön prototip geliştirilmesi çalışmaları Komple prototip araç geliştirme çalışmaları Prototip araç için aparat geliştirilmesi Banko ve Yol Testleri Laboratuvarı: Banko Testleri Klimatik yol simülasyonu Yorulma ve dayanıklılık testleri Gövde rijitlik testleri Klimatik ortamda 3 eksenli vibrasyon testi Araç Değerlendirme Kalite profili Yakıt sistemi Sıcaklık dağılımı Şanzıman ve debriyaj değerlendirmesi İç ve dış trim parçaları Parça ve araç yorulma testleri Araç Dinamiği Sürüş konforu Araç üzeri fren testleri Lastik değerlendirmesi Veri Toplama Yol verilerinin toplanması Müşteri yol profilinin tanımlanması Performans ve Enerji Tüketimi Sürülebilirlik (driveability) Yaz ve kış testi Performans Enerji tüketimi (pist, trafikte) Süzülme (Coast down) Elektrik ve Elektronik Test Laboratuvarı: Elektrik ve Elektronik Parçaları Test Çalışmaları Akü testleri Alternatör testleri Elektrik tesisat (Wiring Harness) testleri Ön far testleri Arka cam testleri Radyo yol performansı testleri 5

6 MAYIS 2010 Gösterge paneli mesaj haritası onayı Bazı elektromekanik parçaların testleri (otomatik cam, uzaktan kumandalı anahtar vs.) E&E Sistem Test Çalışmaları Termik onay (Thermic verification) Elektriksel denge (Electrical balance) Malzeme Mühendisliği Laboratuvarı: Plastik malzeme testleri (Vicat, MFI, düşme, renk, parlaklık) Elastik malzeme testleri (Ozon dayanımı, sertlik, yaşlandırma, çekme, kopma, yırtılma, aşınma, yansıma) Boyalı ve kaplamalı parça testleri (Hızlandırılmış yaşlanma, nem, paslanma, ısıl değişim) deller için aşağıda belirtilen faaliyetleri yürütmektedir: Müşteri memnuniyeti, pazar payı ve karlılığın artırılarak sürdürülmesi için gerekli olan kalite ve maliyet iyileştirme faaliyetlerinin ve bunun için ihtiyaç duyulan proje değişikliklerinin Fiat ve Tofaş Ar-Ge nin ilgili fonksiyonları ile birlikte planlanması ve gerçekleştirilmesi Değişiklik çalışmalarının yönetimi ve raporlanması, model year, özel seri, yeni versiyon ilavesi Yeni pazarlar için ürün tanımı çalışmalarının bütçe, fizibilite ve geliştirme çalışmalarının koordinasyonu Devreye alma çalışmaları ve araç onay sürecinin yönetimi ve raporlanması Yukarıda belirtilen birimlere ek olarak doğrudan Ar-Ge Direktörüne bağlı olarak faaliyet gösteren diğer birimler ve çalışma alanları şu şekilde özetlenebilir: İzolatör, halı ve tekstil malzeme testleri (Aşınma, parlama, yanma hızı ve çekme) Akışkan malzeme testleri (IR, akışkanlık, buharlaşma ve parlama, buharlaşma basıncı, yoğuşma) Fiziksel metalürji testleri (Çekme, sertlik, kimyasal dayanım, eddycurrent işleme) Ayrıca, Ürün Geliştirme Direktörlüğü ne bağlı olarak faaliyet gösteren Doblo, MCV Model Müdürlükleri ve Linea Model Yöneticilikleri, ilgili mo- Metod ve Planlama Yöneticiliği: Tofaş Ar-Ge içindeki bütçe çalışmaları ve kontrolleri Stratejik planların oluşturulması ve yürütülmesi Ar-Ge ye ait bütün tesislerin çevreye uygun işletilmesi Çalışan memnuniyeti ve gelişimine yönelik çalışmaların koordinasyonu Ar-Ge çalışanları için gelişim planlarını oluşturmak ve gerçekleştirmek Yeni model ve projelerin fizibilite çalışmaları Şirket genelinde, patent alımına yönelik çalışmaları yürütmek Ürün geliştirme sürecine yönelik metot çalışmalarını yapmak Ar-Ge içindeki uluslararası standartlara ve TOFAŞ Kalite sistemine yönelik uyum çalışmalarını yürütmek Know-how raporlarının yönetimini ve ulaşılabilirliğini sağlamak İleri Araştırmalar Yöneticiliği: Ar-Ge teknoloji yol haritasının oluşturulması Üniversite-sanayi ilişkileri stratejilerinin oluşturulması ve takibi 6 Ulusal ve uluslararası sempozyum ve kongreleri izlemek, bilimsel makalelerin oluşumuna ve sunulmasına destek vermek TÜBİTAK tarafından sağlanan AR-GE yardımlarından faydalanmaya yönelik raporlarındaki teşvik sürecini izlemek Avrupa ve diğer ülkelerdeki teşvik programlarını takip etmek, bu teşviklerden faydalanılmasına yönelik çalışmalarda bulunmak Çeşitli Ar-Ge platformlarına Tofaş Ar -Ge adına katılmak Maliyet Mühendisliği Yöneticiliği: Yeni ve mevcut ürünlerle ilgili olarak maliyet iyileştirme çalışmalarının, teardown ve benchmark faaliyetlerinin koordinasyonunu yürütmektedir. Maliyet İyileştirme Yöneticiliği: Kaynakların verimli kullanılması amacına yönelik olarak gerek yeni ürün geliştirme sürecinde gerekse mevcut modellerin yaşam çevriminde satın alınan parçalar için en rekabetçi maliyet ve yatırım hedeflerinin oluşturulmasını ve bu amaçla tüm maliyet mühendisliği süreçlerinin / kaynaklarının doğru yönetimini ve koordinasyonunu sağlamak. Ürün geliştirme sürecinde ürün maliyet planlamasını yapmak, gerçekleşmeyi izlemek. Ar-Ge Faaliyetleri ve Geliştirilen Ortak Projeler: yılları arasında gerçekleştirilen Tofaş Ar-Ge faaliyetlerinden dikkat çeken projeler şu şekilde sıralanabilir: Mini Cargo (MCV) Yenilikçi Ürün Geliştirme Projesi Bugün Tofaş Ar-Ge Türkiye pazarı yanında Avrupa pazarları içinde araç geliştirmektedir yılının büyük projesi olan Mini Cargo, birden çok marka için üretilmesi bakımından Türk otomotiv sanayinde bir ilk olma özelliğindedir. Bu proje Fiat-Auto, Peugeut ve Citroen markaları için tasarlanmış olan ve üretimin %90 dan fazlası ihracat olarak öngörülen, ülkemizin istih-

7 dam ve ihracat değerlerine çok önemli katkılarda bulunan bir projedir. Sanayi mülkiyet hakları da Tofaş a ait olan böylesine önemli bir projenin Ar- Ge sorumluluğuna TOFAŞ ın sahip olması Türk Otomotiv Sanayi için çok önemli bir başarıdır. Bu proje esnasında bir çok Yerli yan sanayimiz ile de ortak geliştirme proje çalışmaları yapılmıştır. Ayrıca bu proje kapsamında Üniversiteler ile teknoloji geliştirme amaçlı 19 proje gerçekleştirilmiş ve birçok patent başvurusu yapılmıştır yılında Türk Yan sanayi firmalarının tasarım ve Ar-Ge kabiliyetlerinin geliştirilmesi için Codesign firma geliştirme süreci başlatılmıştır yılı sonuna kadar 23 firmanın geliştirilmesinin tamamlanması hedeflenmiştir. Çevreci ve Çok Amaçlı Araç Geliştirme (P263) Projesi Tofaş Ar-Ge nin yeni araç geliştirme tasarım ve test yetkiliğinin geliştirilmesi, yerli ortak tasarım yapabilen yan sanayilerin geliştirilmesi, üniversitelerle Ar-Ge projeleri yaparak üniversitesanayi işbirliğinin geliştirilmesi, yıllık 130,000 araç üretimiyle istihdama katkı sağlaması ve Türkiye ekonomisine 2 yıl içersinde 450 milyon yatırım, 8 yılda 6,3 Milyar Dolar ihracat imkanı sağlaması bu projenin en önemli kazanımlarıdır. Proje de geliştirilen aracın gövde tipleri, cargo, combi, panorama, uzun gövde ve yüksek tavan olarak sunulmaktadır. Bu versiyonlara uygulanan 6 motor seçeneği olup, bu motorizasyonlar V, 1.3 MJ 16V, 1.6 MJ 16V, 1.6 MJ 16V otomatik şanzıman (MTA), 2.0 MJ 16V ve V Turbo CNG dir. 1.3/1.4/1.6/ 2.0 motorizasyonlu Kargo ve Panoramo versiyonları ile uzun kargo ve pick-up versiyonlarının tasarım ve üretim onayları 2009 yılında gerçekleşmiş ve üretimlerine başlanmış, 2010 Şubat ayında hem Dünya hem de Türkiye lansmanları gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen aracın sağdan direksiyonlu, uzun kombi, doğal gazlı ve yüksek tavanlı versiyonlarının üretimine 2010 yılında başlanacaktır. Proje de üniversitelerle maksimum seviyede iş birliği hedeflenmiş bu doğrultuda 2008 yılı içerisinde 35 üniversite projesi başlatılmıştır. Bu projelerde 75 öğretim üyesi ve 53 öğrenci ile birlikte çalışılmış, 20 den fazla patent başvurusu yapılmıştır. Start & Stop - Mild Hibrid Projesi Bir binek araç içerisinde entegre marş motoru ve alternatör sistemi kurularak aracın hafif hibrit elektrikli araç olarak dönüştürülmesi ve bu sayede daha çevreci ve ekonomik bir araç tasarlanması hedeflenmiştir. Start Stop sisteminde araçta güçlü bir elektrik makinası alternatörün ve marş motorunun işlerini daha da gelişmiş olarak yapabilecek şekilde eklenmiştir. Bu makinanın amacı, aracın durduğu noktalarda (trafik ışıkları, sıkışık trafik vb.) içten yanmalı motorun kapatılma- sına, otomatik vitesli araçlarda ayak frenden kaldırıldığında, manuel viteslilerde ise 1. vitese geçildiğinde çok kısa sürede (normal marştan kat daha hızlı), kullanıcıya hissettirmeden tekrar devreye alınmasına olanak sağlamaktır. Bu sayede motorun avare çalıştığı (idling) sürelerde yakıt tüketimi ve emisyon yayımı engellenmiş olur. Projenin içeriği dahilinde olan hafif hibrit özellik sayesinde de araç belirli bir hıza (30km/h) kadar elektrik makinası ile hareket edebilir, bu sayede içten yanmalı motor verimsiz çalıştığı noktalarda çalışmayarak yakıt tüketimi düşürülmüş olur. Bu proje ile daha verimli Güç/Hacim ve Güç/Ağırlık oranı yüksek makinanın, Alan zayıflatma özellikli sürücünün, Mekanik bağlantı parçalarının, Yüksek sıcaklıkta gerekli performansı sağlayan elektrik makinasının, Otomotiv standartlarına uygun motor sürücünün, Elektrik makinası bağlama parçalarının tasarlanması, Geometrik entegrasyon yetkinlik artımı ve Elektrik makinası tasarım tekniklerinde gerçekleştirilmiştir. Bu projeler haricinde son dönemde gerçekleştirilen diğer Ar-Ge projeleri arasında MCV ve Linea E5 motor projeleri sayılabilir. Üniversite ve SANTEZ Projeleri: öğretim yılı itibariyle Uludağ Üniversitesi ile İtalya Politeknik 7

8 MAYIS 2010 Üniversitesi arasında Otomotiv Mühendisliği Yüksek Lisans Programı na Tofaş üçüncü taraf olarak katılmış ve programın maddi ve teknik uzmanlık alanında destekçisi olmuştur. Ayrıca son dönemdeki Çevreci ve Çok Amaçlı Araç Geliştirme Projesi kapsamında yürütülen Üniversite projelerinden bazıları şu şekilde sıralanabilir: Taşıt İklimlendirme Sistemlerinde Güneş Pili Kullanılarak Termal Konforun Arttırılması Titreşim ile Besleme Sistemi Sağlayan TPMS Geliştirilmesi Flex Ray Egzoz ve Katalitik Konvertör Geliştirme Aerodinamik Analizler Orta Doğu Teknik Üniversitesi: İstanbul Teknik Üniversitesi: - Çarpma Merkezi ODTÜ de kurulum çalışmaları devam eden Kızak Tipi Çarpma Merkezi nin özellikle gövde bağlantı noktaları ile koltuk ve emniyet kemer parçalarının testlerinde kullanılabilmesi için ODTÜ ve Fiat Güvenlik Merkezi arasında işbirliği gerçekleştirilmektedir. Mekatronik Uygulamaları CAN Veri Kayıt ve İletim Sistemi Filo Takip Projesi Daha İyi Titreşim Sönümleme İçin Hibrid Malzeme Kullanımı Şasi ve Araç Dinamiği - Araç Dinamik Kontrolü - Üniversite Projeleri Otomatik Kayar Kapı Mekanizması Büyük Boyutlu Plastik Parça Tasarımı Sıcak Şekillendirme Sandviç Malzemeler Alternatif Malzeme Geliştirme Projeleri Koltuk Tasarımı Geliştirilmesi Koltuk Mekanizmaları Geliştirilmesi Koltuk Anti-Whiplash Sistemi - Biyomekanik Analizlerle Yeni ve Özgün Anti-Whiplash Sistemi Geliştirilmesi Algılanan Konforu Belirleyen Elemanların Analizi Stil Kil Model İşlenmesi Alüminyum Travers Geliştirilmesi Projesi Kaynak Teknolojileri Süspansiyon Tasarımı Geliştirilmesi İTÜ OTAM: İstanbul Teknik Üniversitesi OTAM laboratuvarlarında akustik ve motor testleri gerçekleştirilmektedir. Egzoz sisteminde iletim kayıpları belirleme İç gürültüde panel katkılarının belirlenmesi İTÜ MEKAR: Yanal sürüş yardımcısı (Intelligent Car) Start&Stop Sistemleri: TOFAŞ ArGe nin elektrikli araç geliştirme hedefine yönelik olarak, özgün hibrit ve Start&Stop sistemi tasarımının gerçekleştirilmesi ile yakıt tasarrufu sağlayan, egzoz emisyonu düşürülmüş çevreci bir araç geliştirilmesi. Mekatronik uygulamalar Uludağ Üniversitesi: Taşıt İklimlendirme Sistemleri (HVAC) Kabin içi Konfor ve Simülasyon Çalışmaları Gövde Dış Trim Parçaları İçin UG de Makro Yazılması Konfor ve 8 Komponent Tasarımı Kalıp Tasarım Makrolarının Yazılması, Malzeme Kütüphanelerin Oluşturulması Alternatif Prototip Malzeme Geliştirme Koç Üniversitesi: Tasarım Sürecinin Kısaltılması İçin Makro Yazılımı Çalışmaları Akustik Analizler Boğaziçi Üniversitesi: Cıvatalı Bağlantıların Modellenmesi AMT Şanzıman Kontrol Ünitesi Geliştirilmesi SANTEZ Araştırma Projeleri: ODTÜ ile Nano Kompozit Malzemelerin Otomobil Sektöründe Kullanımının Yaygınlaştırılması ODTÜ ve Kocaeli Üniversitesi yle Egzoz Gazındaki Hidrokarbon, Karbon Monoksit ve Azot Oksit (NO) Bileşiklerinin Üç Yollu Katalitik Konverterde Arıtılması Çerçeve Programları ve Avrupa Birliği Projeleri Tofaş, Avrupa birliği 6. çerçeve programında yer alan Advance Passive Safety Network (APSN) gibi değişik uluslararası teknolojik geliştirme platformlarında yer almaktadır. Bu platformlarda ileri Ar-Ge eğilimleri takip edilmektedir. AB 7.Çerçeve Programı kapsamında yurt içi ve dışından üniversiteler (İ.T.Ü., Sabancı, Yıldız Teknik, Koç, OHIO State University, University of Erlangen), ile birlikte güvenli sürüş, araçlar arası haberleşme (C2C), X-by wire, alternatif torpido traversi uygulamalarına yönelik yenilikçi çalışmalar yürütülmektedir. Caring Car Eureka Projesi: Proje ortakları; Tofaş, Philips, Mobilera, Grunding, Deimos, NXP, Robotiker, Telefonica I+D, UC3M, 3. Carlos Madrid University dir. Araç içerisinde yaşam kalitesi uygulamalarını hayata geçirerek araç güvenliğini art-

9 tırmayı hedefleyen bir projedir. Proje ile otomobil içerisindeki sürücü ve yolcu sağlığı ile ilgili uygulamaların desteğiyle araç ve sürücü güvenliği arttırılmaktadır. Bu amaçla yeni geliştirilecek bir araç ağ geçidi ile uyumlu çalışacak bir sensör ağı kurulmuş, bu ağ ile araç üzerindeki mevcut sensörlere ilaveten yeni sensörlerden bilgi toplanmaktadır (görüntü, ECG, vücut ısısı). Bu ağ üzerindeki bilgiler, geliştirilen ağ geçidi üzerinden dış ortama değişik uygulamalarda, örneğin acil servis, kullanılmak üzere aktarılmakta, kablosuz iletişim sayesinde araç içerisindeki sürücü ve yolcuları ilgilendiren sağlık hizmeti uygulamaları mümkün olmaktadır. Tofaş Ar-Ge, bu projede CAN ara yüzü (listener mode) ağını oluşturmakta ve mevcut ağ yapısının doğrulanması çalışmalarını yürütmektedir. Tofaş Ar- Ge nin ilk EUREKA (CATRENE/ MEDEA+) projesi olup, projenin çıktıları, Tofaş Ar-Ge nin diğer projelerinde de (V2V, akıllı araçlar vb.) kullanılacaktır. Gelecek Teknoloji Hedeflerimiz Stratejik planlama çalışmalarının sonucunda Tofaş Ar-Ge nin geleceğe yönelik teknolojik öncelikleri aşağıdaki şekilde tespit edilmiştir; Çevreci Araçlar (CNG, BioFuels, Elektrikli Araçlar,..) Hafif Araçlar Akıllı Araçlar 2010 yılında Ar-Ge çalışmalarına yaklaşık 110 MTL yatırım ve Ar-Ge alt yapı yatırımlarına yönelik 7 MTL harcama yapılması planlanmıştır. Yeni ürünlerin müşteri beklentilerine uygun kalitede, rekabetçi fiyatlarla ve zamanında pazara sunulması için ürün geliştirme süreci ve proje yönetimi Ar-Ge organizasyonu için büyük öneme sahiptir. Pazarın, çevrenin, rekabetin belirlediği gerekler çerçevesinde teknoloji alanları ve öncelikleri oluşmaktadır. Araştırma ve geliştirme politikalarının tanımlanması ve yol haritalarının ortaya çıkarılmasında önemli rol oynayan Ulusal ve uluslararası bazda işbirliği ağları ve platformlar (OTEP, EARPA, ERTRAC, EUCAR..) içinde yer alınmakta ve ihtiyaç duyulan bilgilere ulaşılmaktadır. Patent Sayıları: Tofaş Ar-Ge, yılları arasında Bursa da en fazla patent başvurusu yapan 2. kuruluş olarak ödül almış, 2009 yılında 35 olan patent başvuru sayısı, 2010 yılı Nisan ayı sonu itibariyle 45 adede ulaşmıştır. Sempozyum, Kongre ve Bilimsel Makaleler Tofaş Ar-Ge, 2005 yılından 2010 Nisan ayına kadar geçen sürede, ulusal ve uluslararası 87 adet sempozyum ve konferansa katılmış, bu organizasyonlarda 30 un üzerinde bilimsel makale ve sunumu yayınlanmıştır yılı nisan ayı itibariyle de sadece OTEKON 2010 a gönderilen makale sayısı 15 adet olup, bu kongre haricinde uluslararası CLIMA2010 da sunulan ve ESDA2010 konferansına kabul edilen bilimsel makaleleri bulunmaktadır. Ödüllerimiz 2006 Van of the year -Doblo İngiltere de 2008 Yılının Ticari Aracı -Minikargo What Van Dergisi tarafından 2008 Yılının En İyi Hafif Ticari Aracı -Minikargo 2008 Autobest, Teknobest ödülü- Linea 62. Hannover Ticari Araç Fuarı nda VOTY Jürisi tarafından 2009 Van Of The Year - Minikargo (*) TOFAŞ Ar-Ge Direktörü Kemal.Yazici@tofas.com.tr 9

10 MAYIS 2010 BAYRAKTARLAR TASARIM A.Ş. Tanıtımı tirilmesi, prototiplerin hazırlanması ve son olarak da öngörülen performans testlerinin başarılarak ürün tasarımının onaylanması şeklinde devam eder. (Şekil 3) Ersel TURŞUCULAR (*) Sercan BODUROĞLU (**) OTOMOTİV DIŞ AYDINLATMA LAMBASI TERMAL ANALİZ UYGULAMALARI F arba A.Ş. firması 30 yılı aşkın süredir Türk otomotiv dış aydınlatma sektöründe lider firmalardan biri olarak faaliyet göstermektedir. Derin üretim deneyimin yanı sıra 1999 yılında gerçekleşen ilk co-design projesiyle birlikte yaklaşık 11 yıldır müşterilerine yeni ürün tasarımı ve gerçekleştirilmesi konusunda da hizmet vermektedir. Türk otomotiv sanayisinin gelişmesiyle birlikte Farba da pazar rekabeti için gerekli olan ve ülkemizin gelecekte daha iyi konumlara yükselebilmesi için bir zorunluluk haline gelen yeni ürün geliştirme ve Ar -Ge faaliyetlerinde daha aktif rol alabilmek için yeni bir yapılanma içerisine girmiştir. Bu yapılanmayla birlikte ArGe faaliyetleri 2006 yılında Uludağ Üniversitesi Ulutek Teknoloji Geliştirme Bölgesinde yerleşik olan Bayraktarlar Tasarım A.Ş. firmasına kaydırılmıştır. (Şekil 1) Şekil 3. Ürün tasarım aşamaları Şekil 1. Bayraktarlar Tasarım ofisi Bayraktarlar Tasarım olarak yeni ürün geliştirme çalışmaları ürün mühendisliği, proses mühendisliği, proje yönetimi ve kalıp-fikstür mühendisliği kollarına ayrılmıştır. (Şekil 2) Bayraktarlar Tasarım hali hazırda 25 i mühendis, 14 ü teknisyen olmak üzere 42 personeliyle birlikte global otomotiv sektörü için; Yasal onaylı standart lamba projeleri OEM (Daimler, Ford, VW, Renault,...) için co-design ürün projeleri OEM için lisansör firma ile ortak geliştirilen ürün projeleri olmak üzere 3 farklı kategoride aydınlatma yeni ürün geliştirme faaliyetlerinde bulunmaktadır. Şekil 2. Teknik organizasyon yapısı Ürün mühendisliği tasarımın gerçekleştirildiği bölümü içermekte olup konsept fazından başlar, ürünün bilgisayarda tasarlanması, gerekli optik tasarım ve diğer analizlerin gerçekleş10 Otomotiv pazarında küreselleşmenin tetiklediği rekabet, ana sanayileri devamlı olarak teknolojik ürünler kullanmanın yanı sıra, maliyet düşürme mecburiyetine de sokmaktadır. Bunun yanında üretim araçlarının yapımına başlanmış ya da tamamlanmış olan yeni ürün projelerinde, sonradan yapılacak herhangi bir değişiklik, yüksek maliyet ve zaman kaybı ile sonuçlanacağından tasarım süreci daha da önemli bir hal almaktadır. Bu safhada ürünlerin istenilen şartları sağlaması ve uygun tasarımın gerçekleştirilmesi için CAD ve CAE yazılımları aktif olarak kullanılmalıdır. Ürünlerin asli görevi olan aydınlatma performansının kontrol altında olması için, araç üstü tüm dış aydınlatma fonksiyonlarının uyması gereken bazı regülasyonlar (ECE, FMVSS, CMVSS...) vardır. Her bir ünite için farklı aydınlatma değerleri ve dağılımı gerekirken regülasyonlarca belirlenen aydınlatma performansının yakalanabilmesi için ürünlerde optik tasarım gerçekleştirilmektedir. Araç ön farında optik gereksinimler yaklaşık son 15 yıla kadar parabolik bir reflektörün önünde bulunan lens üzerindeki ışık kırıcılar ile sağlanırken, teknolojik ge-

11 MAYIS 2010 BAYRAKTARLAR TASARIM A.Ş. Tanıtımı lişmeye paralel olarak termoset ve termoplastik malzeme kullanımın yaygınlaşmasıyla beraber artık günümüzde reflektör üzerinde kolayca uygulanabilen optik yüzeylerle sağlanmaktadır. (Şekil 4) Bu optik yüzeyler ışığı en iyi yansıtması için mükemmel parlak şekilde üretilir ve alüminyum kaplanırlar. Aydınlatma ürünlerinin çoğu alt parçası plastik esaslıdır ve işlevleri gereği zor geometrilere sahiptirler. Ayrıca aracın stilistik açısından çok önemli bir ekipmanı olduğu için alt parçaların da görsellik açısından çok iyi durumda olması gerekmektedir. Bu sınırlamalar parçaların proses kontrolünü ve kalıp tasarımını zorlaştırmaktadır. (Şekil 6) nekleri de daha çok önem kazanmıştır. Bayraktarlar Tasarım ürünlerin tasarımı aşamasında yapılan termal analizlerde CFD yazılımından faydalanmaktadır. (Şekil 8) Şekil 6. Kalıp ve kaynak aparatı Bayraktarlar Tasarım olarak lambaların plastik esaslı alt parçalarında uygun ürün ve kalıp tasarımı için akış analizleri gelişmiş CAE yazılımlarıyla gerçekleştirilmektedir. (Şekil 7) Şekil 4. Eski tip lens üzeri optik ile yeni tip reflektör üzeri optik yüzey Optik mühendisliğinde yüzey hesaplama ve analiz işlevleri için, Bayraktarlar Tasarımda gelişmiş CAE yazılımları kullanılmaktadır. (Şekil 5) Şekil 7. Plastik akış analizi Otomotiv aydınlatma ürünlerinde ışık kaynaklarına verilen enerjinin çok büyük bir kısmı ısı enerjisine dönüşmektedir. Oluşan bu sıcaklığın gerek ışık kaynağına gerek ürünün kendisine herhangi bir zarar vermemesi gerekir. Tasarım esnasında lamba araç üzerinde yanarken oluşması muhtemel olan sıcaklık problemlerinin öngörülmesini sağlayan CFD (Computational Fluid Dynamics) ile termal analiz, bilgisayar ortamında oluşturulan lamba modelinin problemlerin birçoğunu bertaraf edecek şekilde oluşturulmasını mümkün kılmaktadır. Özellikle lambalarda plastik malzeme kullanımının yaygınlaşmasıyla birlikte sıcaklık sebepli problemler daha sık görülür olmuş ve buna bağlı olarak termal analiz yeteşekil 5. Optik tasarım 11 Şekil 8. Lambanın termal analiz sonucu Otomotiv dış aydınlatma lambalarında LED, akkor ampul, halojen ampul ve xenon ampul gibi farklı ışık kaynakları kullanılmaktadır. LED tipi ışık kaynaklarında oluşan ısı ampullere göre daha az olmakla beraber, LED de oluşan ısının büyük bir kısmı iletimle elektronik kart üzerine doğru iletilmektedir ve LED in kendi aydınlatma performansını direkt olarak etkileyebilmektedir. Ampullerde ise oluşan ısı enerjisi daha fazla olup bu enerjinin büyük bir kısmı etrafa ışınımla dağılmaktadır. Fakat hangi tip olursa olsun kullanılan ışık kaynaklarına verilen enerjinin büyük bir kısmı ısı enerjisi şeklinde kaybolmaktadır. Bu ısı enerjisi iletimi, taşınım ve ışınım şeklinde her üç tip ısı transfer mekanizmasıyla dış ortama transfer olmaktadır (Şekil 9a) ki sistemin bilgisayar ortamında analizi ise ancak her üç tip ısı transfer mekanizmasıyla akışkan hareketlerinin içi içe olduğu ortamların simülasyonunu yapabilen CFD yazılımlarıyla mümkün olabilmektedir. Örneğin akkor ampullü bir üründe ampul filamanı, üzerinden geçen elektrik akımıyla çok yüksek sıcaklıklara ulaşmaktadır. Filamanın yüksek sıcaklığı sayesinde etrafına yaydığı fotonlardan bazıları görülebilir dalga

12 BAYRAKTARLAR TASARIM A.Ş. Tanıtımı boyuna ulaşmasıyla ışık elde edilmiş olup, bunların haricinde termal radyasyon aralığında kalan birçok foton da filamandan eş zamanlı olarak çevreye yayılmaya devam etmektedir ki bu da ışınımla ısı transferini oluşturmaktadır. Ayrıca sıcak filaman etrafındaki ampul iç gazı taşınım ile filamanı soğutmaktadır. Benzer olarak ampul içi gaz ile ampul camı arasında, sıcak ampul camı ile etrafındaki soğuk hava arasında, ampul camından ısınan hava ile gövde ve lens duvarları arasında, gövde ve lens dış yüzeyleriyle dış ortam arasında taşınım ile ısı transferi mevcuttur. Son olarak da filamandan ampul tutucuya doğru filaman ayakları boyunca iletimle ısı transferi gerçekleştirmektedir. (a) (b) Şekil 9. (a) Örnek lambadaki ısı transfer mekanizmaları Şekil 9. (b) Elektromanyetik dalga spektrumu Akkor ampullü bir lamba için bu üç tip ısı transfer mekanizmalarından ışınım ayrıca bir öneme sahiptir. Normal bir halojen ampul filamanına verilen enerjinin yaklaşık %90 lık bir kısmının ışınım enerjine dönüştüğü düşünülürse termal analizde radyasyon modellemesinin çok iyi yapılması gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Taşınım ve iletimden farklı olarak ışınım herhangi bir ara ortam gerektirmemektedir. Gerçekte, ışınımla transfer olan ısı enerjisi en hızlı (ışık hızında) olanıdır ve vakumda herhangi bir sönümleme oluşmamaktadır. Güneş enerjisi de dünyamıza ışınım ile ulaşmaktadır. Isı transferi konularında cisimlerin sıcaklıklarından dolayı yaydığı termal radyasyon dikkate alınmaktadır. Termal radyasyon x ışınları, gamma ışınları, mikrodalgalar, radyo dalgaları gibi diğer formdaki elektromanyetik dalgalara (Şekil 9b) göre farklılık göstermektedir ki termal radyasyon sıcaklığa bağlı iken diğerleri sıcaklığa bağlı değildirler. Mutlak sıcaklık 0 K üzerindeki her cisim çevresine elektromanyetik dalgalar şeklinde termal radyasyon yaymaktadır. Bu elektromanyetik dalgalar cismin sıcaklığıyla doğru orantılı olacak şekilde enerji içermektedirler. Daha yüksek sıcaklıktaki ürün etrafına daha fazla enerji içeren dolayısıyla daha düşük dalga boylarında foton yaymaktadır. Siyah cismin birim sıcaklıkta, birim zamanda, birim yüzey alanında ve birim dalga boyunda yaydığı enerjiyi yani spektral siyah cisim yayma enerjisini veren eşitlik Planck kanunu olarak tanımlanmıştır. (1.1) Eşitlik (1.1) maksimum oranda ışınım yapan siyah cisim için geçerli olup bütün yüzeylerden yayılan ışınım enerjisi aynı sıcaklıktaki siyah cisminkinden daha azdır ve siyah cisme ne kadar yakın olduklarının bir ölçüsü olarak yayma katsayısı (emissivity) kullanılmaktadır. 0 1 aralığında olan yayma katsayısı olan siyah cisim için = 1 değerindedir. Diğer bir önemli radyasyon özelliği de yüzeye gelen radyasyon enerjisinin yüzey tarafından ne kadar emildiğinin göstergesi olan emme katsayısıdır ve Kirchhoff Kanunu na göre çevresiyle termodinamik denge halinde bir yüzeyin belli sıcaklıkta ve belli (T) = (T) (1.2) dalga boyunda yaydığı ve yuttuğu ışınım enerjileri birbirine eşittir. Çevremizdeki bütün cisimler daimi olarak etrafına ışınım yayarlar (E) ve diğer cisimlerden ışınım alırlar (G). Cisim üzerine gelen bu ışınım enerjisinin bir kısmı cisim tarafından yutulur, bir kısmı geri yansıtılır ve eğer geriye kalıyorsa bir kısmı da karşıya geçirilir. (Şekil 10a) Cismin bu özelliklerine emme ( ), yansıtma ( ), geçirme ( ) katsayıları denir ve; (T, ) + (T, ) + (T, ) = 1 (1.3) şeklinde eşitliğe sahiptirler. (a) (b) Şekil 10. (a) Yarı saydam malzemedeki ışınım enerjisi Şekil 10. (b) Emici ortamdan geçen radyasyonun azalması Ampul camı ve lamba lensi gibi yarı saydam ortamlardan geçen termal radyasyonda ortam tarafından bir kısmının emilmesi neticesinde azalma olur (Şekil 10b). Bu azalma ise o ortamın özelliğine göre değişkenlik gösterir. Ortamdan geçen radyasyonun azalma miktarı kendi yoğunluğuna ve ortamda aldığı yola doğru orantılıdır. Bu durum Beer Kanunu olarak bilinmektedir ve; (1.4) şeklinde gösterilmektedir Orantının sabiti olan ortamın spektral emme katsayısıdır ve birimi 1/m dir. Eşitlik (1.4) gerekli aralıkta entegre edildikten sonra x = L de ortamdan çıkan radyasyonun x = 0 daki ortama giren radyasyona oranı şeklini alır ki bunu da yansımanın olmadığı kabulüyle spektral geçirgenlik olarak tanımlayabiliriz. (1.5) 12

13 BAYRAKTARLAR TASARIM A.Ş. Tanıtımı Ortam tarafından herhangi bir radyasyon emilmesi olmadığında = 1 olur ki bu da ortamdan geçen radyasyonun yoğunluğunda herhangi bir değişikliğin olmadığı anlamına gelir. Yansıtma özelliği olmayan ortamdan geçen radyasyon ya emilir ya da karşıya geçer yani + = 1 olur. Bu durumda spektral emme katsayısı; (1.6) olur ve Kirchhoff Kanunu na göre; şeklini alır. (1.7) Lambadaki ışınımla ısı transferi modellenirken ampul camı ve lens gibi yarı saydam malzemelerin spektral dalga boylarına göre nasıl bir geçirgenlik özelliği gösterdiğine dikkat edilmesi gerekmektedir. Örneğin basit bir cam görülebilir dalga boylarında şeffaf Şekil 11. Gözlük camının ve plastik poşetin görülebilir ve kızılötesi dalga boyundaki geçirgenlik özellikleri Şekil 12. Elektromanyetik dalga spektrumu özelliği gösterirken kızıl ötesi dalga boyunda opak özelliği gösterebilmektedir. (Şekil 11) Dolayısıyla bizim nümerik modellemede sadece görülebilir dalga boylarını değil ayrıca termal radyasyonun büyük bir kısmını oluşturan kızıl ötesi ve UV dalga boylarını da dikkate almamız gerekmektedir. (Şekil 12) Filamandan çıkan ışığın ciddi bir kısmı lamba arka yüzeyindeki reflektöre gitmektedir ve bu yüzeydeki optik tasarımla da ışık istenilen şekilde yansıtılmaya çalışılır. Reflektör yüzeyi çoğu zaman mükemmel yansıtma sağlaması için alüminyum kaplama yapılır. Alüminyum kaplama ışığı çok iyi yansıtmasının yanı sıra üzerine gelen diğer dalga boylarındaki fotonları da lense doğru yansıtmaktadır ve bir kısmını da yutmaktadır. Yine benzer şekilde lambanın termal analizinde daha hassas sonuç elde etmek için ampul filamanından yayılan ışınım enerjisine direkt maruz kalan reflektör gibi opak yüzeylerin dalga boyuna göre yayma katsayıları ( λ ) dikkate alınmaktadır. Termal analizde sınır şartları belirmenin yanı sıra lamba geometrisine ve analiz hassasiyetiyle çözümleme süresine bağlı olarak optimum aralık tespit edilerek ürün datası sonlu elemanlara ayrılmaktadır. (Şekil 13) Ürünler müşterinin belirlediği test- Şekil 13. Lamba ve sonlu elemanlara ayrılmış 3 boyutlu katı modeli Şekil 14. Lamba içerisindeki hava akışı leri sorunsuz bir şekilde bitirmek zorundadır ve termal analiz için de lambaya uygulanacak olan sıcaklık testinin 13

14 sınır şartları kullanılmaktadır. Termal BAYRAKTARLAR TASARIM A.Ş. Tanıtımı Şekil 17b. Analiz sonucu ve termal kamera ölçümü Şekil 15. Lamba gövdesi sıcaklık dağılımı analiz sonucunda lamba üzerindeki sıcaklık dağılımı ve hava akışları tespit edilir. (Şekil 14, 15, 16) Elde edilen sıcaklık değerlerine göre kullanılacak plastik hammaddesine karar verilir. Ayrıca tasarımında gerekirse optimizasyona gidilir. Örneği aşırı odaklanmadan dolayı lens üzerinde sıcaklık yoğunlaşması oluşmuşsa, reflektör yüzeyindeki optik tasarım optimize edilerek lens üzerinde belirli bir noktaya yoğunlaşan fotonlar daha geniş bir alana yönlendirilir. Tasarımı sonunda termal analizler neticesinde sıcaklık açısından optimize Şekil 16. Lamba lens sıcaklık dağılımı edilen ürün gerçek kalıplardan basılarak üretildiği zaman öngörülen testlere tabi tutulur. Sıcaklık açısından da Şekil 17a. Analiz sonucu ve termal kamera ölçümü gerçek ürün üzerinden ölçümler yapılarak termal analiz sonuçlarıyla kıyaslanırlar. (Şekil 17a-b) Bu kıyaslama neticesinde analiz ile gerçek sonuçlar arasındaki sapma tespit edilir ve bunların nedenleri araştırılır. Böylece termal analiz hassasiyetinin artırılması için çalışmalara iyi bir girdi elde edilmiş olunur. Artan müşteri beklentileri (stil, fiyat, fonksiyonellik), değişen ışık kaynağı teknolojileri (Halojen-Xenon ampuller, LED, OLED) ve gelişen malzeme üretim teknikleri otomotiv aydınlatma ürünleri trendine yön vermektedir. Yeni trendlerin gerçekleştirilebilmesi için termal analiz konusundaki çalışmalarımız yoğun olarak sürmektedir. (*) Ar-Ge Müdürü (**) CAE Mühendisi İletişim Bilgileri : İstanbul Teknik Üniversitesi Ayazağa Yerleşkesi, Motorlar ve Taşıtlar Laboratuarı, OTAM A.Ş Maslak / İstanbul Tel: Eposta: info@otam.com.tr Faks: Web: 14