MES Sistemlerinde Kalıp Ömürlerinin Takibi

-Fabrikanı Keşfet Söyleşileri 10.Oturum-

Kalıp kullanımı hangi sektörlerde ön plana çıkmaktadır?

Sanayileşmenin temelinde, ürünlerin belirli toleranslar dâhilinde standartlara uygun olarak üretilmesi ve bu ürünlerin sorunsuz şekilde bir birinin yerine kullanılabilmesi yatmaktadır.

Bu ürünlerin, hızlı ve ekonomik yöntemle üretilmesi için bilimsel araştırmalar yapılmakta ve elde edilen sonuçlar yeni üretim tekniklerinin doğmasına veya mevcut olanların geliştirilmesinde kullanılmaktadır. Sıvı veya katı hammaddenin belirli biçim ve boyutlara sahip bir geometri içinde sıkıştırılması suretiyle ürünün oluşturulması olarak tanımlanabilen kalıpçılık, birçok ürünün hızlı ve ekonomik bir şekilde istenilen özelliklerde üretilmesi için en uygun yöntem olarak kullanılmaktadır.

İmal edilen parçanın ölçü ve biçim tamlığının, en fazla kalıp geometrisinin gösterebildiği hassasiyet derecesi kadar olabileceği ve bunu hiçbir zaman aşamayacağı gerçeği, bu sektörün gelişimi için harcanan tüm çabaların merkezinde yer almaktadır.

Bilgisayar teknolojisinin hızlı gelişimi ve bunun üretim süreçlerine olan etkisi nedeniyle kalıp sektörü çok büyük bir ilerleme kaydetmiş, daha önceden kalıp ile üretilmesi düşünülemeyen parçalar bugün kalıp sektörü için çok kolay imal edilebilecek hale gelmiştir. Bu sürece paralel olarak, kalıp imalinde kullanılan tezgâhlar ile ölçme tekniklerinin gelişmesi ve bunların bilgisayarlar ile kontrol edilebilmesi sektör için yeni bir çağ açmıştır.

Günümüzde, bilgisayar destekli tasarım, mühendislik ve imalat modern kalıp sektörünün temeli haline gelmiştir. Bu şekilde, minimum maliyet ile ilk seferde hatasız kalıplar üretilmekte ve sanayinin hizmetine sunulmaktadır. Gerilme-uzama analizi, ısı transferi vb. mühendislik hesaplarının bilgisayar ile yapılabilmesi, gerçek çalışma şartlarının simülasyon ile gözlenmesi ve malzeme bilimindeki ilerlemeler üretilen kalıbın ömrünü artırmakta ve sektörün hizmet alanlarını daha da çeşitlendirmektedir.

Seri üretimin ve sanayileşmenin temel taşlarından biri olan kalıp sanayinin ürünlerini kullanan sektörler arasında, otomotiv, beyaz eşya, plastik, kauçuk ve lastik sanayi, kablo sanayi, metal, alüminyum, cam ve cam eşyaları, elektronik, savunma, tekstil sanayi dalları başta gelmektedir.

Kalıp çeşitleri nelerdir? Her türlü kalıp MES Sistemlerinde ekipman olarak takip edilebilir mi?

Genel olarak özdeş parçaları istenilen ölçü sınırları içerisinde ve en kısa zamanda üreten, malzeme sarfiyatı ve insan gücünün asgari düzeyde tutulmasına yardımcı olan ve takım tezgâhları ile çalışabilen aygıta kalıp denilmektedir.

Kalıplar işçiliklerine ve kalitelerine göre sınıflandırılmaktadır. Bunlar kısaca A tipi, B tipi ve C tipi kalıplar olarak tanımlanabilir.

A Tipi Kalıp: Ardışık (progresif) veya transfer kalıbı tipinde, otomatik transfer sistemine sahip, açık veya kapalı (iklimlendirilmiş, havalı soğutmalı) transfer sistemli ve yüksek hassasiyetteki kalıplardır. Genelde operasyonları bir baskıda tamamlanamayan çok hassas parçaları imal etmektedirler.

B Tipi Kalıp: Genelde baskıda biçimlendirilen, nispeten büyük boyutlu ve hassasiyetleri biraz daha düşük olan sac parçalarının imalatında kullanılan kalıplardır. Üzerlerinde, kamlı, maçalı, hidrolik ve pnömatik tahrik sistemleri yer alabilmektedir. Kalıp ve makinenin bütünlük arz ettiği (aküple) ‘seri işlem makineleri’ de bu gruba dâhil edilebilir.

C ve D Tipi Kalıplar: İmalat sayısı 100.000’in altında olan, nispeten kaba toleranslı, döküm gövdeli ve kilo ile satılabilen düşük kalıplardır.

1. Plastik Kalıp Çeşitleri:

• Plastik Enjeksiyon Kalıbı

Kullanım amacına göre en fazla plastik çeşidinin üretildiği kalıplardır. Enjeksiyon ocağı içinde eritilen plastik hammaddesi kalıbın içine yüksek basınçla enjekte edilir. Kalıbın içinde soğuyan plastik kalıbın şeklini alır. Bu yöntemle çok hassas ölçülerde plastik parçalar üretilebilir. Uygunsuz ürünler tekrar geri dönüştürülüp şekillendirilebilir. Hata toleransı düşük ürünler üretilir. MES çözümleri ile takip edilebilir.

• Termoset Kalıbı

Bu tür kalıplarda enjeksiyon kalıplarından farklı olarak termoset ve kompozit plastikler yüksek ısı ve basınç altında pişirilerek kalıbın şeklini alması sağlanır. Üretim esnasında taşma çapakları oluşur. Bu çapaklar dolaplama, zımparalama ve vibrasyon gibi işlemler uygulanarak temizlenir. Bu yöntemle şekillendirilen plastikler tekrar geri dönüştürülemez.
Örnek ürünler: Bakalit elektrik malzemeleri, melamin tabaklar, kül tablaları vs. MES çözümleri ile takip edilebilir.

• Termoform (Vakum) Kalıpları

Bu kalıplama yönteminde termoplastik grubuna giren plastiklerden üretilmiş levha ısıtılır ve vakumla kalıbın üzerine emilerek ürünün formunu alması sağlanır. MES çözümleri ile takip edilebilir.

• Şişirme (Blow Mold) Kalıpları

Bu ürünlere en iyi örnek şişelerdir. Ergimiş plastik boru şeklinde ocaktan akarken. Kalıbın arasına hapsedilir ve bir noktadan içine basınçlı hava verilerek kalıbın içinde şişirilir. Kalıp içinde soğuyan plastik kalıbın şeklini alır. MES çözümleri ile takip edilebilir.

• Extrüzyon Kalıpları

Extrüzyon ocağında eritilen plastik kalıp içinden sürekli olarak akıtılır ve kalıp çıkışında hava veya su ile soğutulur. Pencere kapı profilleri, hortumlar, kablolar vs. bu yöntemle üretilir. MES çözümleriyle takip edilebilir.

2. Metal Enejksiyon Kalıpları:

Alüminyum ve zamak türü yumuşak metallerin üretilmesinde kullanılır. Plastik enjeksiyon kalıpları ile aynı yöntem kullanılır. Yolluk girişleri ve taşma cepleri ile plastik enjeksiyon kalıplarından ayrılır. Sıcak kamara ve soğuk kamara olarak iki tip enjeksiyon presinde üretim yapılır. MES çözümleri ile takip edilebilir.

3. Metal Form Ve Kesme Sıvama Kalıpları:

Sac ve metal levhaların şekillendirmesi amacı ile kullanılır. Kalıpta uygun şekilde yerleştirilmiş zımbalar ile uygun pres makinalarında sac üzerinde delme kesme ve sıvama gibi işlemler yaparak sac ve metal parçaların seri üretimi sağlanır. MES çözümleri ile takip edilebilir.

4.Dövme Kalıpları:

Metallerin ısıtılarak bir kalıbın arasında preslenmesi ile metalin kalıbın şeklini alması sağlanır.

Bir kalıp yaptırmaya karar verdiğinizde öncelikle bir takım fizibilite çalışmalarını yapmanız gerekir. Bunlar kısaca kalıbın çıkacak ürünün yaklaşık üretileceği adet ürünün yapımında kullanılacak plastik türü ürünün ölçülerindeki hassasiyet derecesi yüzey parlaklığı gibi kalıbın maliyetini direkt etkileyen faktörlerdir.

Üretilecek parçalarda mümkün mertebe ters tırnak ve açılar ince cidar kalınlığı gibi detaylara dikkat edilmelidir. Bunlar kalıp maliyetini doğrudan etkileyen faktörlerdir. Parçada olması istenen bir ters tırnak kalıp maliyetini iki katına çıkartabilir.

En iyisi profesyonel bir tasarımcıdan bu konuda destek almak, ürünün üç boyutlu katı modellerini bilgisayar ortamında çıkarttırıp kalıpçıya öyle gitmektir.

Günümüzde prototip yapım teknikleri son derece gelişti bilgisayar ortamında ürünün modellemesini yaptırdıktan sonra bir prototip ürün yaptırırsanız kalıbı yapacak olan firmanın fiyatlandırmada yanılmasını ve ürün tasarımında sonradan yapılabilecek değişiklik ve düzeltmelerin bunun sonucunda hesapta olmayan ek sürelerin ve maliyetlerin başlangıçta önüne geçmiş olursunuz. MES çözümleri ile takip edilebilir.

Kalıp ömürlerinin MES Sistemlerinde takip edilmesi; planlı ve koruyucu bakım anlamında hangi kazanımları sağlar?

Kalıplar çok hızlı çalışabilmesine rağmen sık sık arızalar ve onarımlar için durdurulur. MES Sisteminde kontrol ve takip edilmesiyle kalıplar; planlı ve koruyucu bakım yapılabilir ve sürdürülebilir hale gelecektir.

MES, duruş takiplerinin yapılmasına olanak sağladığı için kalıpların arızaları en aza indirilir ve üretimdeki duruşlar azaltılır. Böylece üretim verimliliğinin olabildiğince yüksek olması sağlanır.

• Zamanında yapılan rutin bakımlar sayesinde ileride yaşanabilecek büyük arızalar önlenmiş olur. Üretim aksamaları da en aza indirilmiş olur.
• Ekipmanların daha iyi koşullarda çalışmasını sağlar ve hurda, ıskarta, fire oranları azaltılır.
• Bakımlarının düzenli yapılması yedek parça ve sarf malzeme stoklarını da azaltacaktır. Çünkü yedek parçaya duyulan ihtiyaç azalacaktır.
• Bakım takibi yapılması sayesinde kalıplarda oluşabilecek tolerans değişiklikleri önlenerek yeterlilik sağlanmış olur (yeterlilik toleransın içindeki güvenli bölge) presin ve kalıpların zarar görmesi engellenir, oluşabilecek ısı kayıplarının da önüne geçerek kalıp ve makinelerin daha az enerji ile çalışmasını sağlanır, kalıpların kullanım ömürlerini uzatır.
• Kalıp bakımlarının yapılacağı sırada makine bakımları da yapılırsa iş sağlığı ve güvenliği sağlanmış olur ve personelin aldığı risk azaltılmış olur.

Ayrıca bakım ve kalıp personelleri daha planlı ve ekonomik kullanımını sağlayarak fazla mesai maliyetlerini de düşürecektir.

Kalıp ekipmanlarından kaynaklı genellikle hangi arızalar yaşanmaktadır? MES Sistemleri ile bunlara yaklaşım nasıldır?

Plastik enjeksiyon kalıplarını örnek verecek olursak, seri şekilde birim kar marjı düşük ürünler üretilmektedir. Çok yüksek adetlerde kaliteli ürün üretip sevk etmelisiniz ki günün sonunda karlı kapabilesiniz.

Eksik dolum sıkça görülür. Erimiş ve kalıp çok soğuktur.  Ya da üründe yanma oluyordur kalıp bu seferde çok sıcaktır. Ütüleme basıncı düşüktür üründe çöküntü izleri oluşmaktadır. Ütülüme basıncı fazla yüksek olursa da üründe sıkışma yaşanır. Enjeksiyon zamanı ile kalıp dolum zamanı eşleşmezse yine ürün sıkışması olur. Parça çok sıcak olursa kalıba yapışma yaşanır. Enjeksiyon yavaştır, kalıp soğuktur, vida hızı ve basıncı düşüktür üründe akış izleri oluşur. Malzeme kalıp girişinde tıkanır granüller nemlenmiştir. Enjeksiyon basıncı çok yüksektir çapak oluşumu yaşanır. Meme ve kovan sıcaklığı yüksektir sararma yapar. Hava kanallarının dar olması, Kanallarının yerinin yanlış olması, yardımcı vakum gerektirmesi gibi kalıp dizayn hataları da eklendiğinde bu liste daha da uzar.

Hiç durmadan binlerce kaliteli ürün üretilip sevk edilmesi gereken kar marjı dar bir sektörde bu duruşlar ve bu duruşlara sebebiyet veren ekipmanlar planlı bakımlar ile, ömür takibi ile yönetilmeli hatta MES Sistemleri’ndeki kalite ve bakım modülleriyle entegre edilerek tüm bu hatalı ürünlerin adetleri bunların giderilmesi için yapılan bakım onarım çalışmaları yönetilip kayıt altına alınmalıdır ki sağlıklı şekilde yönetilebilsinler.

MES Sistemlerinde kalıp ömür takibi olarak neler yapılmaktadır?

Kalıp başta olmak üzere tüm kritik ekipmanlar (kesici uçlar vb.) ID’leştirilerek üretim sahasında hangi makinede, hangi iş emrine çalışılıyor. Hangi operatör kalıbın takılı olduğu makinede çalıştı. Ne kadar süre kullanıldı. Hangi vardiyalarda hangi iş emirlerine çalışıldı. Datasheet’inde tavsiye edilen kullanım süresinin tamamlanmasına ne kadar kaldı. Planlı bakım yapılması gereklimi ve yapıldı mı? Tüm bunların takip edilip, yönetilip kayıt altına alınması ile ciddi maliyetleri olan kritik ekipmanlar kalıp kesici uç takımları vs. daha efektif kullanılabilmektedir.

Otomotiv yan sanayi plastik aksam üreticisi olduğunuzu varsayarak örnek verecek olursak bir model için 5-6 yıl için ortalama 1-1,5 milyon adet üretilecek. Kalıbın bu sürede minimum hata ve arıza ile çalışması gereklidir. Kalıp arızası ya da kalıba yapılması gereken müdahaleler üretimi sekteye uğratmaktadır. Model üretimi sonlandıktan 10 yıl sonrasında bile o kalıp ürün üretmeye elverişli olmalıdır. Üretime verilen arada O kalıp ömrünün ne kadar kaldığının saklanması ve geleceğe dönük ne kadar çalıştırılabileceğini bilmek önemlidir.