SAÇ ŞEKİLLENDİRME İŞLEMLERİ Saçlar,haddeleme yöntemiyle üretilir.saç,ince ise,satışa rulo halinde sürülür;kalın ise,tabakalar halinde pazarlanır. Bir saç parçasından şekil üretilmek istendiğinde,önce büyük bir tabakadan uygun ölçüde bir taslak kesilir.kesim işi için muhtelif takımlar kullanılır.örneğin,giyotin ve makas yırtma işlemleridir ;testere ile kesme,talaşlı kaldırmalı bir işlemdir.özellikle kalın saçların kesiminde alev tabancası kullanılır.laser kesme,bilgisayar kontrollü olarak hassas şekildeki kesimler için en uygun yöntemdir. 1-SAÇ METALLERİNİN KARAKTERİSTİKLERİ Saç şekillendirme süreçlerinde,genellikle,saç düzlemine çekme kuvveti uygulanır.koşullar zorlanmadıkça,basma yüklemelerinden kaçınılır;nedeni,bu tür gerilmelerin saçta eğilmelere,katlanmalara ve kırışmalara yol açmasıdır.
Kütle deformasyon süreçlerinin amacı,taslağa önemli miktarda kesit alanı değişimi uygulamaktır.saç şekillendirme işlemlerinde ise amaç,kesit değişiminden özellikle kaçınmaktır. Bütün saç şekillendirme işlemlerinde temel süreç:eğilme ve sünmedir.süreç parametrelerini etkileyen malzeme özellikleri,uzama,akma olayı,anizotropi,tane boyutu,artık gerilmeler,ekastik tersine yaylanma ve kırışmadır. AKMA OLAYI Çeliklerde akma olayı çok eskiden beri bilinmektedir.akma ve yağlanma özellikleri en açok olarak çekme deneyinde meydana çıkmaktadır.normal haldeki karbon çeliklerinin çekme deneyi esnasında,elastiklik sınırından hemen sonra,uygulanan yük aynı kaldığı ve hatta bir miktar azaldığı halde,malzemenin belirli bri plastik uzamaya devam etmesi olayına Akma denilmektedir.
-Akma Sınırı- Akma gerilmesi, kullanılan metal veya alaşıma bağlı olarak plastik deformasyonun önemli derecede arttığı ve çekme grafiğinin düzensizlik gösterdiği gerilmedir. Akma sınırı belirgin olmadığında bunun yerine % 0.2 plastik uzama değeri alınır. Buna da % 0.2 sınırı denir. Öncelikle gerilme ve çekme genliği grafiğinde Hooke doğrusuna paralel bir çizgi çizilir. Bu çizginin daha önce
çizilmiş olan çizgiyle kesiştiği yerde gerilme eksenine göre bir yay çizilir. Gerilme ekseniyle yayın kesiştiği yer % 0.2 lik akma sınırını ifade eder. ARTIK GERİLMELER Saçta,üretim sürecinden arda gerilmeler kalmış olabilir.bu gerilmelere herhangibir rahatsızlık verildiğinde, mesela kısmen tavsiye edildiğinde,saçta deformasyon göürülür. Ayrıca,malzeme yüzeyinde artık gerilmeler,malzeme servis sürecinde kimyasal etkilere maruz kaldığında,gerilme-korozyon çatlamasına da yol açabilir. 2-Saçlarda Kesme İşlemleri Ayırma ve delik delme (zımbalama) şeklinde olabilir. Ayırmada makas denilen ve uçları kama şeklinde olan bir takım kullanılır.. Burada takım rolünde olan makasın kama açısı ve serbest açısı önemlidir. İşlem elle veya motor enerjisi
ile çalışan giyotin denilen makinalarda yapılır. Bazı durumlarda makara şeklinde makaslar kullanılır. Çok ince saçlar el makası ile de kesilebilir. Pul, rondala veya çeşitli şekilde parçalar saçlardan kesme zımbası veya koparma zımbası ile delme yolu ile elde edilirler. Bazı durumlarda kesme ve koparma zımbasından oluşan bileşik bir sistem kullanılır.zımbalamada delme işleminde zımba ve kesme kalıpları kullanılır. Bu kalıplar preslere takılır, saç şeridi itilir kalıp zımbanın şekline göre parçayı keser, şerid tekrar itilir ve işlem bu şekilde büyük bir verimle devam eder. Şekil de makaslama işleminin şematik görüntüsü irdelenmiştir.
Zımbalama için gereken kuvvet: F=A.τ k max A=π.d.s Bağıntısı ile hesaplanır; burada A- zımbalanan kesit alanı, d- parça çapı, s kalınlığı, τ k max-maksimum makaslama kopma mukavemetidir. Genelde τ k max=0,8σ k max alınabilir, σ k max -malzemenin maksimum kopma mukavemetidir. Örneğin St37 malzemesinden yapılan bir pul için σ k max =375 N/mm², s=4 mm ve d=2 mm olduğu durumda A=π.d.s=3,14.25.4=314 mm² ve τ k max=0,8σ k max =0,8.375=300 N/mm² ile zımbalama kuvveti F=A.τ k max= 314.300=94200 N olarak bulunur. Kesmede, takımda roluünde olan makas veya zaımbanın kama açısı β ve serbest açısı α olmak üzere, önem taşıyan iki geometrik faktörü vardır. Bu açılar normal çelik saçları için β=75º...85º ve α=2º...3º alınır.
Koparma delmesinde önemli bir konu, zımba ile matris arasında ki boşluktu. Boşluk çok büyük seçildiği durumda saç kesilmez, bükülür. Çok küçük seçildiği durumda kesme zorlaşır. Bu bakımdan genel bir kural olarak normal zımbalamada kesme boşluğu bsaç kalınlığın %5 i (b=0,005s) ve hassah zımbalama da %0,5 (b=0,0005) alınır Kesme kalıplarının konstrüksiyonuna gelince bunlar kılavuzsuz, plaka şeklinde kılavuzlu ve pernolu kılavuzlu olabilirler. Bu son durumda pernolar kaymalı burç veya yuvarlanmalı burç tarafından desteklenir. Genelde kesmede parçalar çapaklı ve tam istenilen boyutta çıkmamaktadır. Bu nedenle günümüzde çapaksız ve tam boyutta parça üreten hassas kesme kalıpları vardır. Saç delmede önemli bir konu saçtan parçalar çıkarıldıktan sonra kalan ve işe yaramayan artık malzemedir. İşleme payı da denilen artık malzeme miktarı büyük olursa kayıpta büyük olur ve işlem ekonomik olmaz. Bu bakımdan şekillerin şerit üzerine yerleştirilmesi büyük önem taşır. Hangi yerleştirme şekli daha az artık malzeme bırakırsa veya daha çok ürün
verirse o yerleşme daha ekonomik olur. Bunları hesaplamak için genelde; % artık malzeme = 100.(A-At)/A % ürün = 100.A/At Bağıntıları kullanılır, burada : A- şerit malzemesinin yüzay alanı (mm²). At- elde edilen parçaların (ürünün) toplam yüzay alanı (mm²). Pratikte bu bağıntı şu şekilde uygulanır. Şerit üzerinde, giren parça sayısı belli olan (genelde 2) ve adım denilen bir kısım alınır. Buna göre bir parçaya düşen şerit malzemesi ve yine bir parçaya düşen artık malzeme sırasıyla; Ats = s.b/n ; Ata= Ats-At Bağıntıları ile hesaplanır ve yerleştirmenin ekonomik olup olmadığını anlamak için Ats ve Ata lar karşılaştırılır. Saç delmede çeşitli yerleştirme alternatifleri deneyerek optimum (en iyi) bir yerleştirmek gerekir.
Şekilde görüleceği gibi,deformasyon zonunda şiddetliölçüde kayma Deformasyonu söz konusudur.zon genişliği makaslama hızına bağldıır.zımba hızı arttıkça,plastik deformasyondan kaynaklı olarak açığa çıkan ısının yayılma alanı daralır ve delik yüzeyi daha düzgün bir görünüm kazanır..
-Makaslama Operasyonları- Muhtelif makaslama yöntemleri vardır.öncelikle,iki terime açıklık getirmek gerekir.zımbalama operasyonunda makaslanan dairesel kütle(para)hurdaya atılır;blanklama işleminde ise elde edilmek istenen,dairesel orta parçadır.,geri kalan saç hurdadır. Kalıp kesme şu operasyonları içerir.(1)delme:bir saçta iki veya daha fazla sayıda delik açmak;(2)ayırma:sacı birbiriyle çakışmaz iki veya daha fazla sayıda parçaya ayırmak.(3)çentikleme:saç kenarında çentik açmak;(4) neşterlemek:saç kenarında,talaş kaldırmaksızın yarık açmak.şekilde zımbalama işlemindeki karakteristikleri görmekteyiz.
-Kesme Kalıpları- 1. Tanım Levha halindeki yarı mamulün bir hat boyunca birbirinden ayrılmasına kesme; bu işlemi yerine getiren aparatlara ise kesme kalıpları denir. 2. Kesme olayının incelenmesi; Kesme olayı üç şekilde incelenir.
a. Plastik şekil değiştirme b. Batma c. Kopma Şekil 15. Kesme Olayı 3. Kesme Boşluğu Kalıbın rahat bir kesme yapabilmesi, ömrünün uzaması ve kesilen yüzeyin temiz çıkması için zımba ile dişi kalıp arasında bırakılan boşluğa kesme boşluğu denir. Bu boşluğun değeri aşağıdaki faktörlere bağlı olarak saç kalınlığının 1/10 uu ile 1/20 si arasındadır. Kesme boşluğunun bağlı olduğu faktörler: 1- Saç kalınlığı (kalınlaştıkça boşluk artar) 2- Saçın cinsi (yumuşak gereçte daha az boşluk)
3- Zımbanın biçimi (düzgün kesitli zımbalarda az, karışık kesitli zımbalarda fazla boşluk verilir) 4. Açısal Boşluk Kesilen parçanın kalıp deliği içerisinde rahat düşebilmesi için ayrıca aşınmanın azalması ve dolayısıyla kalıp ömrünün artması için kesici plakaya açısal bir boşluk verme zorunluluğu vardır. Açısal boşluk iki şekilde verilir; 1- Kesme sahalı açısal boşluk 2- Kesme sahasız açısal boşluk Kesme sahalı ve kesme sahasız açısal boşluğun bazı fayda ve sakıncaları vardır. Bunlar; - Kesme sahalı kalıbın bileme imkanı fazla, ağız daha sağlamdır. - Kesme sahası yüksekliği h en az saç kalınlığı kadar olur. Fakat 1,5 mm den az olamaz - Kesme sahasız açısal boşluk, aşındırma özelliği olan gereçlerde tercih edilir. - Kesme sahasız kalıbın ömrü (bir bilemede) kesme sahalıdan daha fazladır. Ancak bileme imkanı çok kısıtlı olduğundan çok kullanışlı değildir.
Şekil 16. Açısal Boşluk 5. Kesme kuvveti Bir parçanın kesilmesi için gerekli olan kuvvete kesme kuvveti denir. Kesme kuvveti için kaç tonluk bir pres ihtiyaç olduğu, kalıp elemanlarının biçim ve ölçüleri kesme kuvvetinin hesaplanması ile bulunur. Kesme kuvveti aşağıdaki formülle bulunur. P =Kesme kuvveti ( Kg, Ton) Lt =Kesilen uzunluk (çevresi) (mm) T =Saç kalınlığı (mm) Sacın kesilme direnci (kg/mm2)
Kesme direnci sacın cinsine, kalınlığına ve kesim çevresine bağlıdır. Bazı gereçleri kesilme direnci aşağıdaki gibidir. Tablo 1 Malzemenin Kesilme Direnci MALZEMENİN CİNSİ Kesme Direnci KURŞUN 2.5 KALAY 3.5 ALÜMİNYUM 5.6 ÇİNKO 10 BAKIR 15.5 PİRİNÇ 20-25 NİKEL 25 %0.10 C ÇELİKLER TAVLANMIŞ ÇELİKLER SOĞUK HADDELENMİŞ ÇELİKLER 25-30 35-40
%0.20 C ÇELİKLER TAVLANMIŞ ÇELİKLER SOĞUK HADDELENMİŞ ÇELİKLER 30 35-40 %0.30 C ÇELİKLER TAVLANMIŞ ÇELİKLER SOĞUK HADDELENMİŞ ÇELİKLER PASLANMAZ ÇELİKLER SİLİSYUMLU ÇELİKLER 35 40-45 40 45 FİBER 18
6. Sıyırma kuvveti Kesme anında saca giren zımba, saçtan çıkarken belli bir dirençle karşılaşır. Bu dirence sıyırma kuvveti denir. Bu kuvvet bir çok değişik faktöre bağlıdır. Başlıcaları; 1- Malzemenin cinsi ve kalınlığı 2- Kesici ağızların durum 3- Zımba yan yüzeylerinin durumu 4- Zımbaların sıklığı 5- Zımbaların biçimi ve büyüklüğü Sıyırma kuvveti kesme kuvvetinin %5-%20 arasında değişir. Ancak %20 olarak almak daima iyi sonuçlar vermektedir. Sıyırma kuvvetini (Ps) ile gösterirsek; Ps=P*%20 olur. 7. Kesme zımbaları Zımba: Bir keme kalıbının temel elemanıdır. Dişi plaka ile beraber kesmeyi gerçekleştirir. Çeşitli yönlerden sınıflandırıla bilirler. Bunlar; A- Görevlerine göre Zımbalar 1- Kesici zımbalar ( kesme, delme zımbaları) 2- kesici olmayan zımbalar (bükme, çekme, şekillendirme
zımbaları) 3- Karışık zımbalar (kesme ve şekillendirme zımbaları) B- Biçimlerine göre zımbalar 1- Düz zımbalar 2- Başlıklı Zımbalar 3- Silindirik başlı zımbalar 4- Flanşlı zımbalar 5- Ökçeli Zımbalar 6- Kademeli silindirik fatura başlı zımbalar 7- Havşa başlı zımbalar Şekil 17. Kesme Zımbaları
8. Zımbaların zımba plakasına bağlanması; Zımbanın biçimine ve büyüklüğüne göre bağlantı şekli seçilmelidir. Bu bağlantı şekilleri aşağıdakilerden birisi gibi olabilir. Şekil 18. Zımbaların zımba pplakasına bağlanması 9. Zımba boyu flambaj hesabı Çapı küçük olan zımbaların kesme esnasında yamulmalarını denetleme ve önlem alma işine flambaj hesabı adı verilir. Eğer flambaj hesabı sonunda L tasarlanan zımba boyundan büyük çıkarsa zımba flambaja uğramaz. Herhangi bir düzeltmeye ihtiyaç yoktur. Eğer flambaj hesabı sonunda L tasarlanan zımba boyundan küçük çıkarsa zımba flambaja uğrar. Bu durumda zımba mutlaka kademeli yapılmak suretiyle önlem alınır.
formülü kullanılır. L= Zımba boyu (mm) E= Esneklik boyu (genellikle 20000 Kg/mm2) J = Zımba atalet momenti (mm) Lz= En küçük kesitli zımbanın çevresi (mm) kesilme dayanımı (Kg/mm2) Şekil 19. Çeşitli kesitlerdeki zımbalar 10. Kesici plaka Kalıp gövdesi veya kesici plaka dediğimiz bu eleman kalıbın temel elemanlarından birisidir. Kesme olayını zımba ile beraber çalışarak oluşturur. Bu eleman hava veya yağ çeliğinden yapılır. Basit şekilli ucuz olması istenilen kalıplar adi karbonlu çelikten yapılabilir. Çeliğin sertleştirme işleminden sonra ölçü ve biçim değiştirmemesi istenir. Kesici plaka yapımından sonra sertleştirilir ve menevişlenir. Sertliği 58-62 Rc olmalıdır.
Kalıp gövdesi tek parçalı olduğu gibi, gerektiği zaman iki ve daha çok parçalı olabilir. Kalıp gövdesi, kalıp altlığına çeşitli yöntemlerle bağlanır. Sabitliğinin sağlanması için vidalar, pimler, faturalar, yuvalar ve kamalardan yararlanılır. Patlamaya karşı kalıp gövdesini emniyete almak için, gövde kalıp altlığında açılarak kanala veya yuvaya sıkı gömülebilir. Kesici plakaların parçalı yapılış sebeplerini şu şekilde açıklayabiliriz; 1- Boyutları çok büyük kesici plakalar tek parçadan yapılmaz. 2- İşlemesi zor olan dişi kalıplar çok parçalı yapılırlar. 3- Sayısı çok fazla olan küçük parçaların üretilmesinde kullanılan dişi kalıpların montajında kolaylık sağlanır ve maliyeti azaltılır. 4- Değişik kalıplama işlemlerinde bir kalıptan diğerine uygulanışı kolaydır. 5- Yerine göre dişi kalıpların standartlarının piyasada bulunduğu hallerde parçalı dişi kalıplar tercih edilebilir. Küçük ve orta büyüklükteki dişi kalıplar, parçanın biçimine göre 3 gruba ayrılır; 1- Kalıplama deliği yuvarlak olan dişi kalıplar
2- Kalıplama deliği düzgün olan dişi kalıplar 3- Kalıplama deliği keskin kenarlı olan dişi kalıplar Şekil 20. Dişi Kalıplar 11. Kılavuz plaka Zımbaya kılavuzluk ederek tam ağızlamasını sağlar. İkinci bir görevi de şeridi zımbadan sıyırmaktır. Ç1040 malzemeden yapılır. Çoğunlukla sertleştirilmez. Kalınlığı zımba biçim ve ölçüsüne göre 18-30 mm arasında seçilir. Zımbalar boşluksuz, tatlı bir şekilde alıştırılmış olmalıdır. Kılavuz plaka, yan kayıtlar ve kesici plaka ile birlikte kalıp altlığına pimler ve vidalarla birlikte bağlanır.
12. Kılavuz pimler Malzeme şeridinin dayamalarla ilerletilmesi istenilen konuma ulaşamadığı zaman kılavuz pimler kullanılır. Kılavuz pimin görevi parça kesilmeden önce şeridi uygun konuma getirmektir. Bu genellikle delikli parçalarda uygulanır. Bununla beraber kılavuz pim çalıştırmak amacıyla şeridin artık kısımlarına özel delikler delinebilir. Şerit bir miktar fazla ilerletilmiş olmalıdır, böylece kılavuz pim şeridi hafifçe geriye itebilir. Fazla ilerletme miktarı kılavuz pim çapı ve sac kalınlığına bağlı olarak 0,05..1 mm arasında değişir. Şekil 21. Klavuz pimler 13. Dayamalar Dayamalar şeridin istenilen adımda ilerletilmesini sağlayan
elemanlardır. Pek çok çeşitleri vardır. Tek başlarına kullanıldıkları gibi kılavuz pimlerle birlikte de kullanılır. Başlıca dayama çeşitleri; 1- İlk dayamalar, 2- İkinci, üçüncü vs. dayamalar, 3- Son dayamalar Bu genel bir sınıflandırmadır. Dayamalar ayrıca tiplerine göre ayrılır. 1-Basit dayamalar a) Sabit pim dayamalar, b) Yay baskılı pim dayamalar, c) Elle itmeli veya çekmeli dayamalar, d) Manivela tipi dayamalar, e) Eksantrik muylu dayamalar, f) Yan çakılar 2-Otomatik dayamalar a) Mekanik kumandalı otomatik dayamalar, b) Hidrolik veya pnömatik kumandalı otomatik dayamalar.
Şekil 22. Dayama Çeşitleri Şekil 23. Dayamaların kalıp üzerinde gösterimi 14. Kalıp Bağlama elemanları; Kalıplamada bağlama elemanı olarak vidalar ve pimler kullanılır. Vidalar bilindiği gibi parçaları birbirine bastırarak tespit eder. Yanal kaymaları önleyemez. Pimler ise yanal kaymayı önler. Çünkü pim delikleri raybalanır ve pimler boşluksuz geçirilir. Vida ve pimler birlikte kullanıldığında parçanın konumu sabitlenmiş olur. Vida ve pim deliklerinde bazı kolaylıklar düşünülmüştür. Altlığa veya zımba plakasına boydan boya vida çekmeye ya da kör deliğe gerek yoktur. Kesici plakalardaki, sertleştirmeden sonra mutlaka temizlenmelidir.
Şekil 24. Vidalı ve pimli bağlantılar Şekil 25. Vidalı ve pimli plakaya bağlantıları 15. Kalıp ömrü Kalıp ömründen, kalıpla yapılabilecek en çok üretim miktarı akla gelmektedir. Kalıp ömrüne etki eden birçok faktör vardır. Bunlardan başlıcalar; kesme boşluğu, kalıbın yapıldığı malzemeler, sertlik dereceleri, kalıp ölçüleri, kalıp cinsi,
kalıplanacak malzemenin cinsi ve kalınlığı, kullanılan pres tezgahı ve özellikleri, kalıplama hızı gibi etkenlerdir. Belirli üretim sayısını amaçlayarak hazırlanacak kalıp tasarımında, öncelik sırasına göre göz önünde bulundurulması gereken konular şunlardır: 1- Üretilecek parça sayısı 2- Kalıplanacak malzemenin cinsi ve kalınlığı 3- Kalıplanacak parçanın tasarımı 4- Kalıbın tasarımı 5- Kalıplama hızı 6- Kullanılacak pres tezgahının seçimi 7- Üretim miktarı ve diğer özelliklere göre kalıpta kullanılacak malzemeler Bu özellikler göz önüne alınarak yapılacak bir kalıp bizim istediğimiz sayıda üretimi rahatlıkla sağlayabilir. Oysa bilinçsizce yapılacak bir kalıp ya üretimin yarım kalmasına neden olacaktır ya da kalıp maliyetinin yüksekliği nedeniyle üretilen parçaların birim maliyetlerini artıracaktır.
3-SAÇLARIN VE PLAKALARIN EĞİLMELERİ En yaygın saç şekillendirme işlemlerinden birisi eğilme işlemidir.bu işlemde sadece saçları şekillendirmekle kalınmayıp saçların mukavemeti de arttırılmaktadır.
Ters Yaylanma Tüm malzemelerin elastik deformasyon kabiliyetlerinin bir sınırı vardır.bu nedenle her plastik şekillendirme sürecinin ardından malzemenin elastik olarak toparlanması beklenir.bu olaya eğme işleminde,ters yaylanma denir Ters yaylanma sadece saçlar ve plakarda değil,çubuklar,teller ve kütük şeklindeki malzemelerde söz konusudur.
-Yaygın eğme işlemleria)pres brake :şekillendirme işleminde saç veya plaka,preste ve basit fikstürler kullanara şekillendirilir.daha çok 7 m veya daha uzun,fakat dar saçların şekillendirilmesinde kullanılan bir yöntemdir. b)yuvarlama:sacın bir kenarı kalıp içi boşlukta kıstırılarak eğilir.yuvarlanan saç kenarının eylemsizlik momentinin artırarak parçaya kesafet kazandırır,görünümünü iyileştirir ve keskin kenarları tavsiye eder. Yuvarlama şekilleri a) Düz yuvarlama b) Çember biçiminde yuvarlama Düz yuvarlamaya menteşe şeklindeki parçaların ve boruların imali örnek alarakgösterilebilinir. Çekilmiş kapların ağız
kısımlarının yuvarlatılması çember şeklindeyuvarlamaya örnek gösterilebilinir. Yuvarlama işleminin gerçekleşmesi için elastik bölgenin aşılarakkalıcı biçim değiştirmenin meydana gelmesi gerekir. Bu esnada yuvarlanan malzemenin dış cidarında uzama, içi kısımlarda ise radyal gerililimlerden dolayı sıkışma oluşur. aynı zamanda yan cidarlarda malzeme sıkışmadan dolayı şişecektir. c)kenarlama:saç metallerinin kenarlarını borulaştırma işlemidir.flanjlar muhtelik şekil ve geometride olabilir Kenarlama yöntemi saçlara şekil verme yöntemlerinden derin çekmeye benzeyen bir yöntemdir. Bu yöntem saç parçaların birbirine veya başka parçalara herhangi bir yöntemle ( perçinleme, kaynak, vidalama ) bağlantılarının sağlanması veya delik çevresinin mukavemetinin artırılması için uygulanır
d)hadde şekillendirme:seri üretinde süreki bir saç şekillendirme işlemidir.saç profil yüzeyli bir dizi merdana takımından geçirilir ve birkaç aşamadan sonra son şekle dönüştürülür.bu yöntemle elde edilen tipik ürünler,kanallar,paneller,çerçeveler ve borulardır. Rollforming Hatları Rijit ve hassas işlenmiş roll form makaraları, roll form ile üretilebilecek profillerin oluşmasını sağlar. Roll-forming özellikleri; sertleştirilmiş ve parlatılmış işleme ruloları, tam otomatik ayarlı yan paneller ve otomatik veya manuel genişlik değişimleridir.
Roll form işlemini cazip kılan en önemli avantajlar arasında yüksek üretim hacmi, düşük işgücü kullanımı, pek çok işlemle bir arada kullanılabilirlik, yüksek yüzey kalitesi ve düşük boyutsal toleranslar, çok sert veya sünekliği düşük metallerin artırımlı bir süreç içinde başarı ile şekillendirilebilmesi, boyalı, metal, polimer vb. kaplamalı sac levhaların işlenebilmesi ilk akla gelenler. Temel kısıtlamalar ise göreceli olarak yüksek makine ve makara (merdane, röle) yatırımı, sabit parça kesiti ve cidar kalınlığı ve geometrik karmaşıklık arttıkça artan paso sayısı sebebiyle uzunlamasına büyüyen makine sayılabilir. Sonuç olarak son on yılda Almanya'da çelik tüketimi istikrarlı biçimde azalırken roll form yöntemi ile imal edilen ürünlerin kilo cinsinden miktarı sürekli artmaktadır.
Tablo 1: Geleneksel roll form tezgâhlarının çalışma aralığı Şerit Genişliği (mm) Şerit Kalınlığı (mm) Kesit toleransı (mm) 5-2.000 0,15-10 ±0.38 Açı toleransı ±1-2 Hat hızı (m/dk) Üretim hacmi (m/8 saat) 30-100 7600-12200 Bu teknolojinin en kritik yönü proses ve dolayısıyla makara tasarımıdır. Roll form işlem adımlarının tasarımı çiçek şeması (flower diagram) adı verilen bütün bükme pasolarının üst üste gösterildiği bir şekil üzerinde geliştirilir (Şekil 2). Çiçek şeması elle veya bir bilgisayar destekli tasarım (BDT) programı kullanılarak çizilebilir. BDT programlarının sanayide günlük
kullanımının başladığı ilk zamanlardan beri roll form makaralarının tasarımında kullanılmıştır. Amerika ve Avrupa'da pek çok makine-makara yapımcısı kendilerine özel proses ve makara tasarım programları geliştirmişler veya yazılım firmaları ile anlaşarak yaptırmışlardır. Şekil 2: Bir açık profil ve boru imalatında kullanılan iki örnek çiçek şeması Sonuçlar: Roll form teknolojisini kullanan firmalar bazen otomotiv, mobilya, uçak-uzay, inşaat, boru vb. sektörlerin dev ana sanayi kuruluşlarıdır, bazen de bunların küçük-orta ölçekli tedarikçileridir. Bu firmalar arasında yılda bir yeni profil
geliştirenler olduğu gibi, yılda birkaç yüz yeni geometrinin seri üretimini gerçekleştirenler vardır. Az sayıda profil üzerinde çalışan firmalar makara takımı geliştirme işini danışmanlık alarak çözebilirken, roll form ürün tedarikçisi durumundaki firmalar uluslar arası rekabet ortamında kendi tasarım teknolojilerini geliştirmek durumundadırlar. COPRA ve benzeri yazılımlar özellikle ikinci grup firmalar için güçlü birer teknoloji geliştirme aracıdırlar. Böylesi programlar roll form işlemi gibi karmaşık şekillendirme proseslerini tecrübeye dayalı bir zanaattan (Amerikalıların deyimiyle "black art") analitik olarak çözümlenebilen bir teknolojiye dönüştürmekte ve ekonomik gücünü yükseltmektedir.
Şekil : COPRA FEA modülü ile roll form işleminin sonlu
elemanlar yöntemi ile simülasyonu ve profil bacakları üzerinde elastik-plastik şekil değişiminin dağılımı Şekil : Büyük çaplı boruların kafes sistemi roll form tezgâhında şekillendirilmesi
e)bükme basit bükme çeşitli şekillerde olmakla beraber kenar, oluk, kenetleme, keskin köşeli (abkant) şekillerinde olabilir. Bükmede parçanın dış tarafında çekme gerilmeleri ve dolayısıyla uzama, iç tarafında ise basma gerilmeleri ve buna bağlı kısalma meydana gelir. Parçanın tarafsız denilen ekseninde gerilmeler sıfır olur.çekme ve basma gerilmeleri malzemenin akma sınırı aştığında bükmeden sonra parça kalıcı şeklini korur. Gerilmeler malzemenin kopma sınırını aştığında özellikle parçanın dış tarafında çatlaklar ve yırtılmalar, iç kısmında parçanın görüntüsünü bozan büzülmeler meydana gelir. Ayrıca normal şartlarda gerçekleşen bükmeden sonra bir miktar geri esneme meydana gelebilir. Tüm bu olaylar saç malzemesine ve kalınlığına bağlı olup, bükme kavis yarıçapını ve bükme açısını etkiler.
Lastik Şekillendirme İş parçasının takım malzemesi tarafından çizilmesini önlemek, kalıbı basitleştirmekve işlemi kolaylaştırmak amacıyle bükme kalıplarının bir kısmı lastiktenyapılır. Lastikle şekillendirme; presin zımbası üzerine lastik yastık yerleştirireve pres tablasına da iş parçasının sekilini veren blok yerleştirmeden ibarettir Şekil verme bloku klasik kalıplardaki zımbaya benzer, fakat birkalıp başluğuda alabilir. Lastik hidrolik akışkan gibi hareket ederek iş parçasının bütün yüzeyini yaklaşık eşit bir basınçla şekil blokunun çevresine bastırır.
Lastikle şekillendirmede normal hidrolik presler kullanılır. Bazı lastikle şekillendirmelerdeözel makinalar kullanılabilinir. Genel olarak sadece şekil blokları özel yapılır. Şekil bloklarıepoksi reçinesi,dökme demir, sert ağaç ve diğer ucuz malzemelerden yapılabilir. İnce saçlardanbüyük hacimli parçalar lastikle şekillendirilebilinir. ( Örneğin otomobil parçaları,derin kablar ) Bu yöntemle alüminyum alaşımları maksimum 5 mm kalınlığakadar, paslanmaz çelikler maksimum 1,3 mm kalınlığa kadar ve titanyum alaşımları 1 mm kalınlığa kadar lastikle şekillendirilebilirler. Ancak titanyum alaşımlarıyaklaşık 300 C tavlanması lastikle şekillendirmede esas takımlar; lastik yastıkve şekil bloku ( zımba ) dır. Lastik oldukça yumuşak ve kalınlığı minumumzımba yüksekliğinin 1,3 katıdır. Lastik kalınlığı 150-300 mm arasında değişebilir, ancak en çok kullanılan kalınlık 200-225 mm dir. ağaç, plastik, dökme demir, çelik, alüminyum-mağnezyumçinko alaşımından yapılır.
-Lastik şekillendirme-
Derin Çekme Derin çekme: ilk önce saçtan yuvarlak bir parça kesilir ve sonra kalıpta çekme işlemi yapılır. Çekme işleminde kalıbın hareketli parçası olan çekme zımbası bastırılır ve çekme işlemi gerçekleştirilir. İşlem parça derinliğine göre bir iki veya birkaç kademe de gerçekleştirilir. Çekmeye maruz kalan saç malzemenin ağız kısmında basma gerilmelerive bunun sonucu olarak burada buruşma ve kalınlık artışı meydana gelir. Ayrıca tabana yakın kısımlarda maksimum çekme gerilmeleri ve bunlara bağlı olarak bu kısımlarda et kalınlığının azalması meydana gelir. Aşırı zorlamalarda bu kısımlarda yırtılma meydana gelebilir. Derin çekmede çekme zımbası ile kılavuz plakası arasında a değerinde bir boşluk bırakılır.mbu boşluk s saç kalınlığı olmak üzere; çelik saçlarda a = (1,2...1,3)s, bakır çinko alaşımlı saçlarda a = (1,08...1,2)s, alüminyum saçlarda a = (1,04...1,1)s dir. Bunun yanı sıra çekme kademesi denilen β = D/d1 faktörü vardır. Burada D- önceki plakanın çapı, d1- çekilen parçanın çapıdır.
Derin çekmede bir başka konu derin çekme için başlangıç plaka çapının hesaplanmasıdır. Bu hesap; çekmedene önce ve sonraki alanların aynı olduğu varsayımına göre yapılır.çekmeden önce saç alanı πd²/4 çekmeden sonra parça alanı = πd²/4+dh dır.bu iki bağıntının eşitliğinde plaka çapı: D = (d² + 4.d.h)½ olarak bulunur.