MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ VE MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ

Bir fikre ya da ihtiyaç duyulan bir pazara ait ürünün nasıl üretileceğine dair detaylı bilgilerin ortaya çıkma sürecidir.

Benzer tasarımlar Müşteri istekleri Üretim hızı Kapasite Büyüklük Titreşim Korozyon Hız, ivme analizi Gerilme analizi Yüzey kalitesi İş emri Tasarım Çizim Çalışma koşulları Ayrıntılı çizimler Malzeme seçimi Bilgilerin toplanması İlk hesaplamalar Kaba çizimler Çalışma mekanizmaları Bağlantılı parçalar Kaba maliyet Yük durumu Aşınma durumları Yağlama ihtiyacı Çalışma sıcaklığı Boyutlandırma Toleranslar Parça için biçilen ömür Malzeme Isıl işlemler Yüzey işlemleri Deneme üretimi Uygulama

TASARIMDA ÖNEMLİ ETKENLER MALZEME SEÇİMİ İMAL EDİLEBİLİRLİK TASARIM KRİTERLERİ

MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ Günümüzde 100.000 i aşkın malzemeden oluşan geniş bir spektrum vardır. Kullanılan her bir malzemeyi ayrı ayrı saydığımızda bir traktörde 15-20 bin, bir otomobilde 20-25 bin, bir tankta 40 bin, bir uçakta 100 bin ve bir denizaltıda 120 bin adet malzeme bulunmaktadır.

MALZEME SEÇİMİNİN ÖNEMİ II. Dünya savaşında düşük kırılma tokluğuna sahip çelik seçiminden dolayı ticari gemilerin kaynak yerlerinden kırılması!

MÜHENDİSLİK MALZEMELERİNİN GELİŞİM SÜRECİ

MÜHENDİSLİK MALZEMELERİNİN GELİŞİMİ Agamemnon un altın maskesi ve bronz (tunç) kılıcı. GÜNÜMÜZ...

MÜHENDİSLİK MALZEMELERİNİN GELİŞİMİ

MÜHENDİSLİK MALZEMELERİ Metaller Seramikler Polimerler Kompozitler (matrise göre) Demir esaslı Demir dışı Termoplastik Polimer Matris Çelik Ağır metaller Termoset Metal Matris Dökme Demir Hafif metaller Elastomer Seramik Matris

METALLER VE ALAŞIMLARININ GENEL ÖZELLİKLERİ Yüksek termal ve elektrik iletkenliği, Süneklik, Kolay şekillendirilebilme özelliği Yüksek şok direnci Yapısal ve yük taşıyıcı alanlarda kullanıma uygunluk. Saf metaller zaman zaman kullanılmalarına rağmen genellikle arzu edilen belirli bir özellikte gelişme sağlamak için alaşımlar kullanılır.

SERAMİKLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ Tuğla, cam, refrakterler ve aşındırıcılar. Genelde yalıtkan malzeme olarak kullanılırlar. Yeni proses teknikleri ile yük taşıyıcı uygulamalarda da kullanılır hale gelmişlerdir. Optik ve elektrik özellikleri geliştirildiğinde, entegre devre ve fiber optik uygulamalarında kullanılabilirler. Yüksek ergime sıcaklığı Kırılgan Sert Seramiklerin özellikleri Düşük elektrik iletkenliği Düşük ısı iletkenliği Korozyona dayanıklılık Yüksek bası dayanımı

POLİMERLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ Polimerler; plastikler, kauçuklar ve yapıştırıcıları içine alan büyük organik moleküllü malzemelerdir. Organik moleküllerden polimerizasyon prosesi ile büyük moleküler yapılar oluşturularak üretilirler. Düşük termal direnç (sürünme sebebiyle yüksek sıcaklığa uygun değil) Düşük elektrik iletkenliği Düşük mukavemet Hafif Kolay şekillendirilebilir

Polimerler plastik? Polimerler üretiminin bir aşamasında, plastik olarak kolayca biçimlendirildiklerinden bunlara plastikler de denir. Plastik; polimer hammaddesinin gerek şekillendirme aşamasında gerekse kullanım esnasında bir takım özelliklere sahip olması için bazı katkı maddeleri (Plastikleştiriciler, yağlayıcılar, renk vericiler, UV stabilizatörü vs.) ile karıştırılıp, uygun bir yöntemle şekillendirme sonrası elde edilen ürüne denir.

KOMPOZİTLER (HİBRİT) Kompozit malzemeler, makroskobik olarak birbirinden ayrı iki ya da daha fazla malzemenin bir araya getirilmesi ile imal edilen malzeme türüdür. Alman metalurji cemiyeti kompozit malzemeleri, birbiri ile uyumlu ancak birbiri ile aşırı reaksiyona girmeyen ve en az iki bileşenin makro ölçüde bir araya getirilmesi ile oluşan malzeme olarak tanımlar.

Her kompozitte genellikle iki tip eleman bulunur; matris ve takviye malzemesi. Bu malzemeler birbirlerinden farklı fiziksel özelliklere sahiplerdir, ve bir araya getirilmeleri ile oluşan kompozit malzeme her ikisinden farklı özelliklere kavuşur. Genel olarak takviye malzemesi taşıyıcı görev üstlenir, ve etrafında bulunan matris faz ise onu bir arada tutmaya ve desteklemeye yarar.

KOMPOZİTLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ Rijitlik Dayanım Hafiflik Yüksek sıcaklık dayanımı Yüksek şok direnci Metal-metal Metal-seramik Metal-polimer Seramik-polimer Seramik-seramik Polimer-polimer

Malzemelerin Fonksiyonel Sınıflandırılması Uzay Biyomedikal Elektronik Malzemeler Manyetik Malzemeler Enerji Teknolojisi ve Çevre Teknolojisi Fotonik veya Optik Malzemeler Akıllı Malzemeler Yapısal Malzemeler

Bir Tasarımın Akış Şeması Teoride Gerçekte

Gündelik hayatta kullandığımız ürünlerin nasıl üretildiğini biliyor muyuz? Hangi malzemeyi, nasıl seçeceğiz? Bu ürün; Ne yapacak? Nasıl yapacak? Nerede yapacak? Kim kullanacak? Maliyet ne olmalı?

PROSES SEÇİMİ Ürün analizi sabit bir yol izler: Ergonomik ve fonksiyon açısından tasarımı düşünmek Performansı sağlayabilecek uygun malzeme seçimi ÜRETİLEBİLİR Mİ? Uygun ve ekonomik üretim yönteminin seçimi NE KADARA MAL OLUYOR?

Ürünümüz, performans tabanlı mı olmalı, ekonomik tabanlı mı? Tenis raketi: maliyet düşüneceğimiz en son şey! Kola kutusu: performans düşüneceğimiz en son şey! Şekil ve proses sınırlandırıcı faktör Seçtiğimiz malzemeyi en ekonomik nasıl üretiriz?

Bisiklet Tasarımı Fonksiyonu nedir? Tipi neye göre belirlenmeli? Nasıl yapılıyor? Maliyeti nedir? Nasıl gözükmeli? Rengi? Kullanım kolaylığı nasıl tasarlanmalı? Bütün parçaları bir bütünlük içinde nasıl olmalı?

Asitli İçecek Kutusu Tasarımı Sızdırmaz olmalı Yiyecek standartlarına uygun olmalı Basınca dayanıklı olmalı Estetik olmalı Ürün kimliğini içermeli Kolay açılmalı Kolay taşınabilmeli Kolay saklanabilmeli (depolama) Ucuz olabilmeli

Malzeme Seçimi Örnekleri Tornovida veya bıçak (yüksek C lu çelik) Malzemede olması gereken özellikler Yüksek E modül Yüksek akma dayanımı Yüksek kırılma tokluğu Bıçak Sapları ise plastik veya ağaç Kolay üretim Elde edebilirlik Düşük yoğunluk Estetik Ekonomik

Malzeme Seçimi Örnekleri Jumbo jetlerde kullanılan Rolls-Royce RB211 turbofan motor: Turbofan kanatçıkları oldukça önemli Yüksek E, akma ve tokluk Ayrıca yüksek yüzey aşınma, Oksidayon ve korozyon direnci, Yüksek sürünme dayanımı ve Düşük yoğunluk, Kanatçıklarda Ti alaşımları yerine Ni alaşımları

Malzeme Seçimi Örnekleri İçten yanmalı motorlarda kullanılan buji. Termal yorulmaya, Aşınmaya, Korozyon ve Oksidasyona dirençli (S ve Pb içeren yanmış gazlardan dolayı) Elektrotlarda tungsten, etrafında alümina