TEK ADIMDA GÖMLEK ÜTÜLEMESİ YAPAN PRES GELİŞTİRİLMESİ *

Transkript

1 TEK ADIMDA GÖMLEK ÜTÜLEMESİ YAPAN PRES GELİŞTİRİLMESİ * Öğr. Gör. Dr. Çetin KARAKAYA 1, Mak. Müh. Lokman ÇETİN 2 1 Sakarya Ünv. Karasu MYO, Makine Bölümü, Karasu/Sakarya/TÜRKİYE Tel: e-posta: info@cetinkarakaya.com 2 Malkan Makina San. Tic. Ltd. Şti., Küçükköy/İstanbul/TÜRKİYE Tel: e-posta: fabrika@malkan.com.tr Özet: Proje; kuru temizleme, çamaşırhane ve hazır giyim sektöründe kullanılan gömlek ütüleme işlemini yapan sanayi tipi ütü presi ile ilgilidir. Sektörün ihtiyaçları analiz ederek böyle bir ütü presinin geliştirmesine karar verilmiştir. Benzer bir ürünün iç piyasada olmaması, karar verme sürecinde üzerinde durulan en önemli husus olmuştur. Mevcut ütü preslerinde, operatör gömleğin ütülenecek kısmını yatırarak yerleştireceği alt kalıbı tam ve düzgün göremediği için yerleştirme zorluğu çekmekte ve yerleştirme işlemi uzun sürdüğü için ütüleme işlemi de uzun sürmektedir. Bu tip ütü preslerinde üst kalıp hareketi esnasında üst kalıbın arka tarafı alt kalıbın arka tarafına; ön tarafa göre daha erken birleşmekte bu da alt kalıba yerleştirilen gömlekte kaydırmaya ve ütü işleminin doğru yapılamamasına sebep olabilmektedir. Gömleğin ön (göğüs) arka (sırt) kol, omuz ve apatura kısımları ayrı ayrı preslerde ayrı ayrı ütüleme işlemlerine tabi tutulmaktadır, bu da her seferinde gömleğin prese yerleştirilip ütülendikten sonra tekrar alınması işlemini dolayısı ile toplam ütüleme süresini uzatmaktadır. Ayrıca bir makas hareketi ile alt kalıpla birleşip, presleme (baskı) yapan üst kalıp; bu presleme işlemi esnasında alt kalıbın her noktasına eşit baskı yapamamaktadır. Bu durum ütülemede uygunsuzluğa neden olabilmektedir. Proje kapsamında, tüm bu sorunların giderildiği ve tek seferde gömleğin ütülenmesini sağlayan özgün bir ütü presi geliştirilmiştir. * Bu proje TÜBİTAK-TEYDEB Sanayi Ar-Ge Destek Programı kapsamında desteklenmiş ve başarı ile tamamlanmıştır (Proje No: ). Anahtar sözcükler: gömlek ütüleme, ütü presi, tek adımda gömlek ütüleme, makine tasarım ve imalatı 1. GİRİŞ Proje kapsamında tamamen yeniden tasarlanan gövde, kalıp yerleşimi ve kalıp hareketleri, ilave edilen yeni ütüleme fonksiyonları ile mevcut sistemlerde yaşanan tüm sorunlar tamamen ortadan kaldırılmıştır. Ütüleme işlemi için dik olarak konumlandırılan kalıp dizaynı sayesinde ilerideki bölümlerde anlatılan bir çok avantaj elde edilmiştir. Ütüleme işlemi için dik olarak konumlandırılan kalıp dizaynı sayesinde aşağıdaki yenilik unsurları gündeme gelmiştir,

2 -Son derece kaliteli, pratik, ergonomik ve düşük maliyetli ütüleme işleminin gerçekleştirilmesi sağlanacaktır. -Gömleğin ön (göğüs), arka (sırt), kol, omuz ve apatura kısımları tek bir makinede ütülenebilecektir. -Gömleğin kol ucunun (apatura) ütülenmesi için tasarlanan apatura ütüleme sistemi ile kol ucu istenilen forma getirilebilecektir. -Kısa ve uzun kollar için ayrı ayrı tasarlanan aparatlar ile kısa ve uzun kollu gömlekler ütülenebilecektir. -Alt kalıpta bulunan vakumlama sistemi sayesinde gömleğin alt kalıba yerleştirilmesi kolaylaştırılacaktır. Gerekli vakum ünitesi makine üzerinde olacak, ayrı bir vakum ünitesine ihtiyaç olmayacaktır. -Kol ütüleme işlemi içeriden buhar ve sıcak hava üfleyerek şişirme yöntemi ile gerçekleştirilecektir. Bunun için gerekli debi ayarlı üfleme sistemi makine üzerinde olacaktır. -Üst kalıplar dikey hareketle alt kalıpla birleşeceği için, a) Baskı alt kalıba homojen dağılacak, her noktaya eşit baskı uygulanacak bu sayede ütüleme de her noktada aynı kalitede olacaktır. b) Presleme esnasında üst kalıbın her noktası alt kalıpla aynı anda birleşeceği için ütülenecek gömlekte herhangi bir kaydırma olmayacaktır. 2. TEK ADIMDA GÖMLEK ÜTÜLEMESİ YAPAN PRES 2.1. Projenin Başlatılma Gerekçeleri Proje; kuru temizleme, çamaşırhane ve konfeksiyon sektöründe kullanılan gömlek ütüleme işlemini yapan sanayi tipi ütü presi ile ilgilidir. Sektörün ihtiyaçların analiz ederek böyle bir ütü presinin geliştirmeye karar verdik. Benzer bir ürünün iç piyasada olmaması, karar verme sürecinde üzerinde durduğumuz bir konudur. Mevcut çok adımlı gömlek ütüleme işlemlerinde karşılaşılan problemlerin aşılması için bu makinenin geliştirilmesine ihtiyaç vardır. Mevcut standart ütü preslerinde bir takım sorunlar bulunmaktadır. Bu sorunları gidermek için böyle bir çalışma başlanmıştır. Sorunları özetlemek gerekirse, Mevcut ütü preslerinde, operatör gömleğin ütülenecek kısmını yatırarak yerleştireceği alt kalıbı tam ve düzgün göremediği için yerleştirme zorluğu çekecek ve yerleştirme işlemi uzun süreceği için ütüleme işlemi de uzun sürecektir. Bu tip ütü preslerinde üst kalıp hareketi esnasında üst kalıbın arka tarafı alt kalıbın arka tarafına; ön tarafa göre daha erken birleşmekte bu da alt kalıba yerleştirilen gömlekte kaydırmaya ve ütü işleminin doğru yapılamamasına sebep olabilmektedir. Gömleğin ön (göğüs) arka (sırt) kol, omuz ve apatura kısımları ayrı ayrı preslerde ayrı ayrı ütüleme işlemlerine tabi tutulmaktadır, bu da her seferinde gömleğin prese yerleştirilip ütülendikten sonra tekrar alınması işlemini dolayısı ile toplam ütüleme süresini uzatmaktadır. Ayrıca bir makas hareketi ile alt kalıpla birleşip, presleme (baskı) yapan üst kalıp; bu presleme işlemi esnasında alt kalıbın her noktasına eşit baskı yapamayacaktır. Bu durum ütülemede uygunsuzluğa neden olabilmektedir. 3. PROJE KAPSAMINDA YAPILAN ÇALIŞMALAR Proje kapsamında 1 adet prototip imal edilmiştir. Prototip imalatı üç safhadan oluşmaktadır. İlk olarak tasarım, daha sonra prototip imalatı ve son olarak prototipin denenmesi çalışmaları gerçekleştirilmiştir.

3 3.1. Prototip Tasarım Çalışmaları Bu iş paketi kapsamında, aşağıdaki sistemlerin tasarımı yapılmıştır. -Makine gövdesi, -Prototip makinenin tüm fonksiyonları ile ilgili çalışma/sınır şartlarının(basınç/yük, debi, hız, boyut vs.) belirlenmesi, -Belirlenen sınır şartlarına göre teorik hesaplamaların (silindir/piston/mil boyutları) yapılması, -Pnömatik sistem/devre elemanlarının belirlenmesi, -Pnömatik devre şemasının ve yol-adım grafiklerinin hazırlanması, -Pnömatik sistem elemanlarından üretimi yapılacak olan parçaların üretim metotlarının belirlenmesi ve işlem planlarının yapılması, Bu süreçte gerçekleştirilen alt faaliyetler şunlardır, -Sistem çalışma/sınır şartlarının (yük, güç, hız, boyut vs.) belirlenmesi, -Belirlenen sınır şartlarına göre ön teorik hesaplamaların yapılması, -Sınır şartları ve ön hesaplamalara dayanarak mekanik aksamların CAD yardımıyla ön şekillendirme ve tasarım işlemlerinin yapılması, -Mekanik sistemlerin ön kinematik analizlerinin yapılması, -Mekanik sistemlerin parametrik parça ve montaj resimlerinin/katı modellerinin bilgisayar ortamında hazırlanması (3D ve/veya 2D CAD modelleri), -Analize tabi tutulacak kritik parçalar için malzeme seçimi yapılması. Bu parçaların bilgisayar ortamında gerilim-gerinim (mukavemet) analizlerinin yapılması (FEA analizleri), -Kritik mekanizmaların bilgisayar ortamında kinematik analizlerinin yapılması, -Mekanik parçalar için nihai malzeme seçiminin yapılması, -Bilgisayar destekli yapılan analizler ve hesaplamalar ışığında parçalara/sistemlere son şeklin verilerek katı modellerinin (3D CAD) düzenlenmesi, -Mekanik sistemlerin/parçaların yapım resimlerinin bilgisayar ortamında hazırlanması, -Üretimi yapılacak olan parçaların üretim metotlarının belirlenmesi ve işlem planlarının yapılması, -Prototip makinenin, buhar ve vakum tesisatının tasarımı, -Prototip makinenin, elektrik tesisatı ve kontrol sistemiyle ilgili çalışma/sınır şartlarının belirlenmesi, -Elektrik tesisatı ve kontrol sistemiyle ilgili teorik hesapların yapılması, -Kullanılacak elemanların belirlenmesi ve prototip makinenin elektrik tesisatı ve kontrol sistemi devre tasarımının yapılması, -PLC ünitesi ve ilgili devre elamanlarının belirlenmesi, -PLC ünitesi yazılım geliştirme. Bu iş paketi sonunda aşağıdaki çıktılar elde edilmiştir, - Çeşitli gömlek tiplerini tek bir makinede ütüleyebilmek için ideal kalıpların tasarımı, - Ütü presinin gövde ve mekanik tasarımı, - Elektrik, elektrik PLC devre tasarımı, - Bilgisayar destekli tasarım çıktıları (CAD), - İmalat ve montaj resimleri, - Kritik parçaların sonlu elemanlar analiz sonuçları Parametreler: Isı, basınç, kumaş, buhar, vakum, hız öngörüleri yapılmıştır. İş paketi sonunda tasarımı gerçekleştirilen ürün katı model çıktısı Şekil 1 de gösterilmiştir.

4 Şekil 1 Ürün Katı Modeli 3.2. Prototip İmalatı Çalışmaları Bu iş paketinde; 1. İş paketi olan tasarım aşmasının uygulaması gerçekleştirilmiştir. Gömleği tek seferde 1 kişi ile ütüleyen gömlek ütü presi gerçekleştirilmiştir. Gömlek ütü presinde gövde, gömleğin giydirildiği manken, ön ve arka kısımların ütülemesini gerçekleştiren üst kalıplar, arka etek gerdirme mekanizması, kol ütüleme sistemi, (kısa ve uzun kol ucu tutturma aparatları, apatura ütüleme kalıpları ve hareket mekanizmalarından oluşan) omuz ütüleme kalıpları, vakum sistemi, buhar sistemi imalatı gerçekleştirilmiştir. Vakum üreteci, pnömatik sistem elemanları, elektrik-elektronik-plc sistem elemanları, kaplama ve izolasyon elemanları montajları gerçekleştirilmiştir. Bu dönemde İtalya Milano da gerçekleştirilen sektör fuarı Proje Yürütücüsü tarafından ziyaret edilerek dünyadaki durum ve diğer firma uygulamaları yerinde tespit edilmiştir. Bu ziyaret sırasında edinilen bilgiler proje ekibi ile birlikte değerlendirilmiştir. Gömlek ütü presi ön görünüşü Şekil 2 de gösterilmiştir.

5 3.3. Prototip Deneme Çalışmaları Şekil 2 - Gömlek Ütü Presi Ön Görünüş (Ön Kalıp Kapalı Pozisyon) Bu iş paketinde aşağıdaki çalışmalar yapılmıştır; - Tüm mekanik sistemlerin sınır şartlarında çalışma testinin yapılması, - Tüm pnömatik sistemlerin sınır şartlarında çalışma testinin yapılması, - PLC, elektrik ve elektronik kontrol sisteminin sınır şartlarında çalışma testinin yapılması, - Sistemlerin senkronizasyonu ve sorunların çözümü ile ilgili uygulamalar, - Örnek gömlek ütüleme ve PLC yazılıma bu ütüleme programının girilmesi. Gömlek ütülemenin tek bir seferde yapılmasında en büyük problemin kol ve koltuk altı bölümlerinde olduğu görülmüştür. Tasarıma göre gerçekleştirilen kol ütüleme bölümü uygulamada yeterli ütü kalitesini elde edemediği görülerek bu bölümün dizaynı değiştirilmiştir. Kol uçları takıldıktan sonra açılı hareketle açılan kol kalıplarının çeşitli gömlek tiplerinde kolun istenen duruş açısını yakalayamadığı bunu sağlamak için mekanik ayar gereksiniminin kullanıcılar tarafından ergonomik bulunmayacağı öngörülerek (ütülenecek gömlek sayısı azalacağı için) kol ütüleme bölümü dizaynı değiştirilerek açısal hareket yerine doğrusal hareketli kol dizaynı gerçekleştirilerek problem giderilmiştir. Söz konusu durumun ilk hali Şekil 3 de son hali Şekil 4 de görülmektedir.

6 Şekil 3. Kol germe aparatının ilk hali Şekil 4. Kol germe aparatının revize edilmiş yeni hali Şekil 3 deki dizaynda ayrıca ütüleme sırasında istenen hareketin hızı kol germe aparatı kılavuz milinde görülen fazla esneme nedeni ile düşük kalmıştır. (Saatte minimum 100 ad.) Gömlek ütüleme hedefine bu esneme problemi nedeni ile ulaşılamamış, Şekil 4 te görülen dizayn ile istenen sonuca ulaşılmıştır. Şekil 5 de yeni dizayn edilen kol ütüleme kısmı, Şekil 6 de kısa kol ütüleme aparatı, Şekil 7 de apatura ütüleme kısmı, Şekil 8 da omuz ütüleme kalıpları görülmektedir. Şekil 5: Yeni dizayn edilen kol ütüleme kısmının görünüşü

7 Şekil 6: Kısa kol ütüleme aparatı görünüşü Şekil 7: Apatura ütüleme kısmının görünüşü Şekil 8: Omuz ütüleme kalıplarının görünüşü 4. SONUÇLAR Proje sonucunda tek adımda gömlek ütülemesi yapan ülkemiz ve dünya için yeni bir ütü presi geliştirilmiştir. Bu proje ile en önemli kazanım; ar-ge proje ekibinin takım çalışması yeteneğinin gelişmesi, proje gerçekleştirilmesinde sistematik yaklaşım ve proje planlamasına uyulması ve

8 dokümantasyon gibi alışkanlıklar ile firmada ar-ge kültürünün üst yönetimden en alt kademeye kadar yaygınlaşmaya başlamış olmasıdır. Proje ekibi mekanik imalat konusunda deneyimli olmasına karşın gömlek ütüleme konusunda; kumaş, kumaş türleri, gömlek kalıp ve türleri konuları firmanın bilgi birikimine eklenmiştir. Gömlek ütülemede karşılaşılan sorunlar yerinde tespit edilerek kullanıcıların da görüş ve önerileri dikkate alınmış, ürünün son kullanıcıları da böylece kısmen projeye dahil edilerek katılım arttırılmıştır. Firma bünyesinde tecrübemiz olmayan kritik parça analizleri konusunda Sakarya Üniversitesi ile iş birliği yapılmıştır. Bu analizler neticesinde tasarımda önemli değişikliklere gidilmiştir. 5. REFERANSLAR [1] TÜBİTAK-TEYDEB Sanayi Ar-Ge Destek Programı Numaralı Proje [2] Gerdeli İ., Kesikçi M.K., Pnömatik ve Hidrolik Konveyörlerin Konstrüktif Özellikleri ve Hesap Esasları-I, İletim Teknolojileri Kongre ve Sergisi Bildirileri, Ekim 2003, İstanbul. [3]Bozacı A., Kosif İ., Çolak Ö. Makine Elemanlarının Projelendirilmesi Seç Yayın Dağıtım, İstanbul, 1995 [4] Akkurt M. Makine Konstrüksiyonunda Güvenirlilik Birsen Yayınevi, İstanbul, 1997 ÖZGEÇMİŞLER Öğr. Gör. Dr. Çetin KARAKAYA: 1978 yılında Gebze' de doğdu. İlk, orta ve endüstri meslek lisesi elektrik bölümündeki öğrenimini 1995 yılında Gebze' de tamamladı yılları arasında Gebze de bulunan mikro ölçekli işletmelerde işçi olarak çalıştı yılları arasında Süperlas Süperlastik Kauçuk ve Plastik San. ve Tic. A.Ş. firmasında mekanik bakımcı ve elektrikçi olarak görev yaptı. Lisans öğrenimini 3,5 yılda birincilikle ile tamamlayarak, 2002 yılında Sakarya Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü nden mezun oldu. Mezun olduğu dönem, Sakarya Ünv. Fen Bilimleri Enstitüsü Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Kaynak Bilim Dalı' nda yüksek lisans öğrenimine başladı. Bir yıl sonra aynı üniversiteye Araştırma Görevlisi olarak atandı Ocak ayında yüksek lisans öğrenimini tamamladı. Aynı yıl doktora öğrenimine başladı yılında Karasu Meslek Yüksek Okulu Makine Programına Öğretim Görevlisi olarak atandı. Temmuz 2011 de doktora öğrenimini tamamladı. Birçok sanayi Ar-Ge projesinde, SAÜ Teknokent' inde ki Ar-Ge firmalarında, Üniversite Yönetim Kurulu görevlendirmesi ile danışmanlıklarda bulundu. Sanayi ve Ticaret Bakanlığı desteği ile tamamlanan San-Tez 123 "Yüksek Basınca Dayanıklı Kompozit Hidrojen Tanklarının İmalatı" adlı projede Doktora öğrencisi olarak görev aldı. 1,5 yıl Sakarya Ticaret ve Sanayi Odası' nda danışmanlık görevinde bulundu. Bu kapsamda Ar- Ge projelerinin hayata geçirilmesi ve Ar-Ge bilincinin yaygınlaşması ile ilgili çalışmalar yaptı. Ulusal ve uluslararası sempozyum/kongrelerde sunulmuş ve çoğunlukla başarı ile tamamlanmış sanayi Ar-Ge projelerine dayalı 50' nin üzerinde yayını bulunmaktadır. 100' e yakın sanayi Ar-Ge projesinde görev almıştır. Evli ve 2 çocuk babasıdır. Makine Mühendisleri Odası nın sicil numaralı üyesidir.

9 Mak. Müh. Lokman ÇETİN: 1982 yılında Giresun da doğdu. İlköğrenimini Giresun da, orta ve lise öğrenimini İstanbul da tamamladı. İstanbul Üniversitesi Makine Bölümü nden mezun olduktan sonra lisans öğrenimini Eskişehir Osmangazi Üniversitesi nden 2003 yılında Makine Mühendisliği bölümünden mezun olarak tamamladı. Aynı yıl Baran Mühendislik firmasında proje mühendisi olarak göreve başladı yılında halen İmalat Müdürü olarak görev yaptığı Malkan Makinede çalışmaya başladı. Malkan Makine bünyesinde konfeksiyon ütü makineleri konusunda Ar-Ge ve üretim çalışmalarına devam etmektedir. TÜBİTAK ve KOSGEB tarafından desteklenen bir çok projede proje yöneticisi olarak görev aldı. Evli ve bir çocuk babasıdır. Makine Mühendisleri Odası nın sicil numaralı üyesidir.