İşletme Fakültei Dergii, Cilt 9, Sayı 1, 2008, 61-71 KORD BEZİ ÜRETİMİNDE BÜKÜM YÖNÜNÜN ETKİLERİNİN FARKLI DENEY TASARIMI YÖNTEMLERİ İLE İNCELENMESI Ayşe Aytaç *, Berrin Yılma **, Veli Deni *** Öet Kord bei üretiminde, bükme yönü olarak tek katlı bükümlerde (), katlı (kord) bükümlerde ie () büküm yönü, üreticiler tarafından yıllardır kullanılmaktadır. Bu çalışmada, kullanılan büküm yönünün, ürünün mekanik öelliklerine etkileri Taguchi ve tam etkenel deney taarımı yöntemleri ile incelenmiştir. Çoklu bükümlerde kopma dayanımı açıından (..) bileşimi yerine (..) bileşiminin de kullanılabileceği görülmüştür. Ancak, (..) büküm yönü bileşimi değişkenliğinin, (..) büküm yönü bileşimine göre daha a olduğu bulunmuştur. İki düeyli deney iteminde Taguchi ve tam etkenel taarım yöntemleri ile bulunan onuçların birbirini deteklediği görülmüştür. Anahtar Söcükler: Kord Bei, Taguchi Deney Taarımı, Tam Etkenel Deney Taarımı THE INVESTIGATION OF EFFECTS OF TWIST DIRECTION IN TYRE CORD PRODUCTION PROCESS BY USING DIFFERENT EXPERIMENTAL DESIGN METHODS Abtract It i being ued for year, the direction of twit () for one ply twit, while the direction of () for multiple twit during the twit proce at cord fabric production. In thi tudy, the effect of twit direction on the mechanical propertie of product were invetigated by uing Taguchi and factorial experimental deign technique. It i oberved that combination of (..) can be ued for the replacement of the combination of (,,) for the tenile propertie. But, it i found that the variation of (,,) combination i le than variation of (..) combination. It ha been oberved that the reult of Taguchi and two factorial experimental deign technique were confirmed each other. Keyword: Kord Fabric, Taguchi Deign of Experiment, Factorial Deign of experiment * Kocaeli Üniveritei, Mühendilik Fak., Kimya Mühendiliği Bölümü, aaytac@kocaeli.edu.tr ** KORDSA Global End. İplik ve Kord Bei San. ve Tic. A.Ş., KOCAELİ, berrinyilma@korda.com.tr *** Kocaeli Üniveritei, Mühendilik Fak., Kimya Mühendiliği Bölümü vdeni@kocaeli.edu.tr
Ayşe Aytaç, Berrin Yılma, Veli Deni GİRİŞ Kord Beleri, havalı latiklerde detek amacıyla kullanılan temel tektil malemelerdir. Kord bei, birbirine paralel çögülerden ve çögüleri birbirine bağlayan eyrek atkılardan oluşur. Araç latiklerinde yükü taşıyan bileşen kord beidir. Kord beleri kullanım ıraında latiğin boyutal öelliklerini de korumaktadır. Kord beleri üretiminde genellikle naylon 6, naylon 66, rayon, polieter, aramit ve bu ipliklerin karışımı olan tektil kordlar çögü olarak kullanılmaktadır (Ayyıldı, 2003). Kord bei üretimi; büküm, dokuma ve işleme (terbiye) üreçlerini kapar (Aioğlu, 1979). Bükümün amacı, korda belirli bir dayanım ve uama öelliği ve latik içinde kullanımı ıraında belirli bir yorulma direnci kaandırmaktır. Bükme yönü olarak ağa yapılan büküm S, ola yapılan ie Z olarak adlandırılır (Moncrieff, 1973). Şekil 1 de büküm yönlerinin şematik olarak göterilmiştir. Şekil 1: Büküm Yönü Şekilleri Büküm işlemi ıraında ipliklere eneme öelliği kaandırılarak, üerine yüklenen yükü belirli oranda dağıtma ve yük kalktığında ie ilk haline dönme öelliği ağlanmaktadır (Ayyıldı, 2005). Büküm işleminin yapılabilmei için ipin kendi etrafında döndürülmei ve bu işlem ıraında ipliğin iki ucunun da abit olmaı gerekmektedir. Büküm ayıı ipin dakikada kaç tur attığına ve dakikada kaç metre çekildiğine göre belirlenir. 7000 defa çevrilip dakikada 20 metre ile çekilire metrede 350 büküm almış olur. Tek kat ipliklerin her biri kendi etrafında büküldükten onra itenilen ayıda kord bir araya getirilerek tekrar bükülmektedir, bu büküm işlemine de katlı büküm denilmektedir (Çetin, 2005). Bükülen iplikler müşteri talebi doğrultuunda belirli atkı ve çögü ıklıklarında dokunmaktadır. Dokumada çögüler latikteki kullanım yerine ve beklenen işlevine göre belirli bir dayanım ve uama değerini ağlayacak ıklıkta dokunmaktadır. İşleme üreci, kord beinin ııal ve mekanik davranışlarını on üründe tandartlaştırmak ve latik hamuruna 62
Kord Bei Üretiminde Büküm Yönünün Etkilerinin Farklı Deney Taarımı Yöntemleri ile İncelenmei yapışmaını ağlayacak yapıştırıcı kimyaalın yüklenmeinin yapıldığı en on ve en önemli aşamadır (Ayyıldı, 2003; Bhakuni, Rye ve Domchick, 1978 ). Endütriyel koşullar, ekonomi ve aman etkenleri gö önüne alındığında kord bei üretimi ıraında yapılacak incelemelerin en verimli şekilde gerçekleştirebilmei ve uygulanacak deneylerden elde edilen onuçların en doğru şekilde yorumlayabilmei için deney taarımı yöntemlerinin kullanılmaı on derece etkili ve verimli bir yaklaşımdır. Sınırlı kaynaklarla çalışıldığında, yapılan her deneyden en fala bilgiyi elde etmek çok önemlidir. Çünkü iyi taarlanmış deneyler, gelişigüel veya planı deneylere göre daha fala bilgi üretirler. Deney taarımı 1930 larda Sir Ronald Fiher tarafından geliştirilmiş olmaına rağmen, deney taarımını, değişkenliğin (varyanın) aaltılmaı için ilk uygulayan kişi Taguchi dir. Dr. Taguchi nin geliştirmiş olduğu kalite itemi 1950 li yıllarda avaş onraı Japonya nın telefon itemi üerinde yeniden yapılanma ürecinde uygulanmış ve on derece başarılı onuçlar elde edilmiştir (Peace, 1973; Saat, 2000). Taguchi yönteminde, kalite için itatitik teknikleri, ileri matematik uygulamaları, mühendilik bilgileri birlikte kullanılmaktadır ve beraberinde Kalite Mühendiliği kavramı geliştirilmiştir. Kalite mühendiinin görev tanımı Taguchi felefeinde aklıdır. Kalite mühendii, bir ürünün araştırma, geliştirme, üreç taarımı, üretim ve müşteri memnuniyetinin ağlanmaı işlemlerinin her aşamaında olmaı gereken ve tüm bu işlemleri enuygun düeyde yürüten kişidir (Soylak, 2000). Taguchi yönteminde, deney düenlerinde kullanılmak üere dikey dii kümeleri oluşturulmaktadır. Bu kümeler deney düenleme işlemini kolaylaştırır. Dikey diiler kalite karakteritiğini etkileyen birçok değişkenin etkiini en a deney ayıı ile inceleme fıratı tanır. Dikey dii eçimi, değişken, düey, etkileşim ayıı, bütçe ve kaynaklara göre eçilir. Toplam erbetlik dereceine eşit veya daha büyük deneme ayıına ahip dikey dii ile çalışılır (Kaya, 1996; Şirvancı, 1997). Bir diğer deney taarımı yöntemi ie, bütün etken eşleştirmelerinin (kombineonlarının) denendiği tam eşleşdirmeli, ya da, tam etkenel deney taarımı yöntemidir (Şirvancı, 1997). Tam etkenel olarak düenlenen denemelerde, iki veya daha fala değişken değişik düeylerde olanaklı tüm birleşimlerde birbirleri ile karşılaştırılabilirler. Bu denemeler ayeinde yalnı farklı değişkenlerin ea etkileri değil, bunun yanı ıra bu değişkenler araındaki olaı karşılıklı etkileri, yani etkileşimleri de incelenebilmektedir (Kaya, 1996). 63
Ayşe Aytaç, Berrin Yılma, Veli Deni Bir etkenel deney düeninde yanıt değişkenini etkileyen birden fala etken olabilir. Bu etkenler nitel veya nicel olabilmektedir. Etken düeylerinin ayıı iki, üç veya daha fala olabilir. En bait etkenel düen 2 2 düenidir. Bu düende iki etken ve bu etkenlerin iki düeyi vardır. Yani, 2*2=4 deney eşleştirmei bulunmaktadır. 2 3 etkenel deney düeninde ie 3 etken ve bunların iki düeyleri incelenmektedir. Burada 2*2*2= 8 deney yapılarak inceleme gerçekleştirilmektedir (Erbaş, 2006). Görüldüğü gibi etken ve düey ayıı arttıkça, etkenel deney taarımında gerçekleştirilecek olan deney ayıı artmakta, bu da deneylerin uygulanabilirliğini aaltmaktadır. Bu çalışmada büküm yönünün etkiinin incelenmei için, Taguchi ve tam etkenel deney taarımı yöntemleri kullanılmıştır. L 4 ve L 8 dikey diileri oluşturulmuştur, L 8 dikey diii aynı amanda tam etkenel taarımda kullanıldığı için iki deneyel taarım yönteminin karşılaştırılmaı yapılmıştır. Deneyel onuçlarının çöümlenmeinde Minitab Releae 14.2 programı kullanılmıştır. Bu program değişken etkilerinin grafikel göterimini de olanaklı kılmaktadır. DENEYSEL ÇALIŞMA Deneyel çalışma Korda Global firmaının Teknoloji Geliştirme Merkei Laboratuvarlarında gerçekleştirilmiştir. Latik kordunu oluşturmak üere 1400 dtex Naylon 6,6 iplikleri kullanılmıştır. Öncelikle iplikler kendi üerlerinde metrede 350 büküm (tpm) olacak şekilde bükülüp, daha onra bükülmüş iplikler aynı düeylerde yeniden bükülerek iki katlı kordu oluşturmak üere birleştirilmiştir. Bu aşamada oluşturulan L 4 ve L 8 diilerindeki büküm yönleri kullanılarak her biri 500 metre uunlukta 6 farklı öellikte kord üretilip büküm yönünün etkii incelenmiştir. Elde edilen kordların, mekanik öellikleri Intron 4502 tet cihaı ile ölçülmüştür. Kordların mekanik öellikleri cihada her bir korddan 5 çekim yapılarak belirlenmiştir. Intron cihaından kopma dayanımı, kopmada uama, 4,5 kg da uama, 6,8 kg da uama, orlanım katayıı(modulu), kopma enerjii, ve %1-10 araındaki LASE (belli bir uamadaki kuvvet) değerleri elde edilmiştir. BULGULAR VE TARTIŞMA Kord bei üretiminde, büküm yönü yıllardan beri (..) bileşimi şeklinde kullanılmaktadır. Bu üreçte ağa yapılan büküm S, ola yapılan ie Z olarak adlandırılmaktadır. Büküm yönü incelemei için L 4 ve L 8 dikey 64
Kord Bei Üretiminde Büküm Yönünün Etkilerinin Farklı Deney Taarımı Yöntemleri ile İncelenmei diileri oluşturulmuştur. Tablo 1 ve Tablo 2 de kodlanmamış L 4 ve L 8 dikey diileri verilmiştir. Tablo 3 ve Tablo 4 de L 4 ve L 8 dikey diileri uygulanan deney düenine göre kodlanarak verilmiştir. L 4 ve L 8 dikey diilerinin her bir atırı, üretilecek kordun ilk katının, ikinci katının ve katlı bükümün yönünü tanımlamaktadır. Tablo 1. L 4 Dikey Diii(Kodlanmamış) Değişkenler 1.kat 2.kat Katlı Bük. Deney No 1 1 1 1 2 1 2 2 3 2 1 2 4 2 2 1 Tablo 2. L 8 Dikey Diii(Kodlanmamış) Değişkenler 1.kat 2.kat Katlı Bük. Deney No 1 1 1 1 2 1 1 2 3 1 2 1 4 1 2 2 5 2 1 1 6 2 1 2 7 2 2 1 Tablo 3. L 4 Dikey Diii (Kodlanmış) Büküm Yönü Değişkenleri 1.kat 2.kat Katlı Bük. Deney No 1 S S S 2 S Z Z 3 Z S Z 4 Z Z S Aynı şekilde L 8 dikey diii içinde 3-5 ve 4-6 ıralarının taarımının aynı olmaı nedeniyle 8 kord yerine 6 farklı ham kordun üretilip öelliklerinin incelenmei yeterlidir. Farklı büküm yönlerinde üretilen ham 65
Ayşe Aytaç, Berrin Yılma, Veli Deni kordların mekanik öellikleri, çekme cihaında tet edilip, elde edilen deneyel veriler Tablo 5 de verilmiştir. Tablo 4. L8 Dikey Diii (Kodlanmış) Değişkenler 1.kat 2.kat Katlı Deney Bük. No 1 S S S 2 S S Z 3 S Z S 4 S Z Z 5 Z S S 6 Z S Z 7 Z Z S 8 Z Z Z Tablo 5 incelendiğinde, kopma dayanımı açıından en yükek dayanım değerinin (..) ve (...) büküm yönü bileşimlerinde elde edildiği görülmektedir. (...) büküm yönü ile elde edilen kordun kopmada uama, 4,5 kg da uama, 6,8 kg da uama ve %10 LASE değerleri, (..) bileşimindeki kordun değerleri birbirine çok yakındır. Buna göre (..) büküm yönü yerine (..) büküm yönü bileşimi de kullanılabileceği görülmektedir. Değişkenliğin çöümlenmei amacıyla, bu deney atırlarının 5 ke tekrar edilmei ile tandart apma ve değişkenlik değerleri heaplanmıştır. Elde edilen onuçlar, Tablo 6 de verilmiştir. Buna göre değişkenliği aaltan büküm yönü bileşiminin (..) bileşimi olduğu görülmektedir. Tablo 5 de verilen deneyel kopma dayanımı değerlerinin çöümlenmeinde Minitab Releae 14.2 programı kullanılmıştır. Bu program değişken etkilerinin grafikel göterimini de olanaklı kılmaktadır. Taguchi deney taarımı yönteminde yapılan çöümlemelerde; eçilen kalite öelliğinin en büyük eniyi, en küçük eniyi ve itenilen değer eniyi eçeneklerinden biri tercih edilerek yapılmaktadır. Taguchi yöntemi itatitikel deney taarımını kullanan ve eniyi deney takımının belirlenmeinde nitelik öelliğini (ortalama ve değişkenliği) eş amanlı olarak dikkate alan, çeşitli durumlar için geliştirilen ve inyal-gürültü (S/N, ignal-to-noie) diye adlandırılan oranları kullanır. Bu üç tür çöümlemede 66
Kord Bei Üretiminde Büküm Yönünün Etkilerinin Farklı Deney Taarımı Yöntemleri ile İncelenmei amaç inyal-gürültü oranını enbüyüklemektir (makimie etmektir). Bunların enbüyüklenmei, bir yandan inyali arttırırken, diğer yandan da değişkenliği aaltmaktadır. Tablo 5. Farklı Büküm Yönlerinde Üretilen Ham Kordların Mekanik Öellikleri Deney No Kord Bileşimi Kopma Dayanımı (N) Kopmada Uama(%) 4,5 kg da uama(%) 6,8 kg da Uama(%) 1 S/S/S 145 35.9 19,1 23,8 20 %10 LASE 2 S/S/Z 225 24,3 7,7 10,1 66 3 S/Z/S 109 27,8 16,3 20,8 22 4 S/Z/Z 147 38,9 20,2 25,2 19 5 Z/Z/S 225 24,2 7,3 9,7 70 6 Z/Z/Z 149 36,1 17,9 22,7 21 Tablo 6.(Z.Z.S) Ve (S.S.Z) Büküm Yönü Bileşimleri İçin Değişkenlik Çöümlemei (Analii) Deney No Kopma Dayanımı (.. bileşimi için) (N) 1 225 222 2 225 226 3 223 225 4 226 225 5 225 225 Standart Sapma 0,110 0,144 Değişkenlik 0,0121 0,0207 Kopma Dayanımı (.. bileşimi için) (N) 67
Ayşe Aytaç, Berrin Yılma, Veli Deni Bu çalışmada nitelik öelliği (kalite karakteritiği) olarak kopma dayanımı eçilmiş ve kopma dayanımı değerlerinin enbüyük (makimum) yapılmaı hedeflenmiştir. Bu nedenle çöümlemeler en büyük eniyi fonkiyonu ile yapılmıştır. En büyük eniyi durumunda da kalite öelliğinin (Y) hedef değeri onudur ve inyal-gürültü oranı aşağıdaki gibi tanımlanır. S/G Oranı = -10 log [ (1/Y 2 ) / n ] S/N oranı belirlenen kontrol etkenleri düeyinde fonkiyonun ağlamlığını (robutne) değerlendirir. Etken(parametre) taarımının amacı kayıpları aaltarak ağlamlığı arttırmaktır. Bu oran aynı amanda hedef başarım etrafındaki değişkenliği de belirler. S/N oranı değişkenliğe neden olan kontrol edilemeyen etkenlerin mevcut olmaı durumunda başarımın(performanın) kararlılık ve güvenilirliğini ölçer (Saat, 2000). Şekil 2-5 de deney verilerinin çöümleme onuçları görülmektedir. Şekil 2 ve Şekil 4 de ortalama kopma dayanımı değerlerinin etkenlere bağlı olarak değişimini verilirken, Şekil 3 ve Şekil 5 de kopma dayanımı için ortalama S/N oranı değişimi verilmiştir. 190 A B Kopma Dayanımı Ortalamaları (N) 180 170 160 150 190 180 170 160 C 150 Şekil 2. L4 Dikey Diii ile Kopma Dayanımı Ortalamaları Şekil 2 ve Şekil 4 den görüldüğü gibi, en yükek dayanım değeri (..) büküm yönü bileşiminde elde edilmektedir. L 4 ve L 8 diilerinde ayrı ayrı yapılan çöümlemeler birbirini deteklemektedir. Yapılan çöümlemelerde adece, kopma dayanımı ortalamaları değişmektedir. Ayrıca S/N oranını enyükek yapan değerlerde hem L 4, hem de L 8 dikey 68
Kord Bei Üretiminde Büküm Yönünün Etkilerinin Farklı Deney Taarımı Yöntemleri ile İncelenmei diii için (..) büküm yönü bileşimini götermektedir. Bu onuçlar, (..) büküm yönü bileşiminde S/N oranı enbüyük yapılırken, aynı amanda değişkenliğin de aaldığını götermektedir. A B 45,0 Ortalama Sinyal/Gürültü Oranları 44,5 44,0 43,5 45,0 44,5 44,0 C 43,5 S/G Oranı: En büyük- En iyi Şekil 3. L 4 Dikey Diii ile Kopma Dayanımı Ortalama S/N Oranları 147,0 A B Kopma Dayanımı Ortalamaları (N) 146,5 146,0 145,5 145,0 147,0 146,5 146,0 C 145,5 145,0 Şekil 4. L 8 Dikey Diii ile Kopma Dayanımı Ortalamaları 69
Ayşe Aytaç, Berrin Yılma, Veli Deni Taguchi yönteminde net onuçlara ulaşılmaı için doğrulama deneylerinin de yapılmaı gerekmektedir. Yapılan büküm yönü incelemei çalışmaında (..) büküm yönü ve (..) büküm yönü bileşimleri 5 ke tekrar edilerek, tandart apma ve değişkenlik değerleri heaplandığı için doğrulama deneyinin yapılmaına gerek kalmamıştır. Tekrar edilen bileşimler değişkenliği ena ve kopma dayanımı enyükek büküm yönü bileşiminin (..) bileşimi olduğunu götermiştir. 42,95 A B Ortalama Sinyal/Gürültü Oranları 42,90 42,85 42,80 42,75 42,95 42,90 42,85 42,80 C 42,75 S/G: En büyük-en iyi Şekil 5. L 8 Dikey Diii İle Kopma Dayanımı Ortalama S/N Oranları SONUÇLAR Yıllardan beri kord üretiminde tek bükümlerde ve katlı bükümlerde büküm yönünün kullanımı en yükek kopma dayanım değerini verdiği için tercih edilmektedir. Bu çalışma onunda, tek bükümlerin yönünde, katlı bükümün büküm yönünde olduğu bileşim ile tek bükümlerin yönünde katlı bükümünde yönünde olduğu bileşimin hemen hemen aynı kopma dayanım değerini verdiği görülmüştür. Buna göre dayanım açıından (..) büküm yönü yerine (..) büküm yönü bileşiminin de kullanılabileceği anlaşılmaktadır. Ancak, (..) büküm yönü bileşiminin değişkenliğinin, (..) büküm yönü bileşiminine göre daha a olduğu bulunmuştur. Kullanılan 2 düeyli deney iteminde, Taguchi deneyel taarım yöntemi ile bulunan onuçlar tam etkenel taarım yöntemi ile bulunan onuçları deteklemiştir. Taguchi yöntemi; diğer deney taarımı yöntemleri araında en a(minimum) deney ayıı ile karar verilebilmei nedeniyle eniyileme çalışmaları için uygun ve güçlü bir araçtır. 70
Kord Bei Üretiminde Büküm Yönünün Etkilerinin Farklı Deney Taarımı Yöntemleri ile İncelenmei KAYNAKÇA Ayyıldı, Y. (2003). Kord Bei Üretimi, Korda Eğitim Notları, Kocaeli. Ayyıldı, Y. (2005). Kord Beinde Büküm Sürecindeki Önemli Noktalar. Korda Eğitim Sunumu, İmit, 2005. Aioğlu, M.A. (1979). Kord Beinin Fiikel Öellikleri ve Karakteritikleri. Korda Eğitim Notları, İmit. Bhakuni, R.S., Rye, G.W. & Domchick, S.J. (1978). Adheive and Proceing Concept for Tire Reinforcing Material, ASTM Sympoium on Tire Reinforcement and Tire Performane, October 23 25, Akron, Ohio. Çetin, Z. (2005). Süreç Koşullarının Kord-Latik Yapışma Değerine Etkilerinin Taguchi Yöntemi İle İncelenmei, Kocaeli Üni. Fen Bilimleri En., Yükek Lian Tei. Erbaş, S.O. & Olmuş, H. (2006). Deney Düenleri ve İtatitik Analii, Gai Kitapevi, 1. Kaya, N. (1996). Deney Düeninde Taguchi Yaklaşımı, Hacettepe Ünv. Fen Bil. En. Y.L. Tei, Ankara. Moncrieff, R.W. (1975). Man-Made Fibre, The Whitefriar pre Ltd., England. Peace, G.S. (1993). Taguchi Method. Addion-Weley Publihing Company, Canada. Saat, M. (2000). Kalite Denetiminde Taguchi Yaklaşımı.Gai Ünv. İ.İ.B.F. Dergii, 2(3): 97 108. Soylak, M. (2000). Kalite Geliştirmede Deneyel Taarım ve Taguchi Yöntemi. Erciye Ünv. Fen Bil. En. Y.L. Tei, Kayeri. Şirvancı, M. (1997). Kalite için Deney Taarımı: 100-101, Literatür Yayıncılık, İtanbul. 71