celikci
New member
Elektrikli araçlar için geleneksel akü muhafazaları yaklaşık 300 kilogram ağırlığındadır. Elyaf takviyeli plastikten (FRP) yapılmış bileşenlerin yardımıyla, alüminyum veya çeliğe kıyasla ağırlıktan yüzde 40’a kadar tasarruf edilebilir. Bu nedenle hafif yapı, e-arabaların menzilini önemli ölçüde artırmaya yardımcı olur. Bu nedenle Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), sürdürülebilir malzemelerden yapılan bileşenlerin otomobil ve uçak üretiminde nasıl kullanılabileceğini araştırıyor. Bunlar, tekstil endüstrisinden geri dönüştürülmüş elyafları veya yeniden kullanılabilir plastikleri içerir. CosiMo (Sürdürülebilir Hareketlilik için Kompozitler) projesinde, DLR, Augsburg Üniversitesi ve on bir şirketten oluşan bir endüstriyel konsorsiyum, uygun üretim süreçleri için temel teknolojileri geliştirdi. Başarılı prototip uygulama, Augsburg’daki DLR Hafif Üretim Teknolojisi Merkezi’nde (ZLP) gerçekleştirildi. Gösteri için cam elyaf dokunmamış kumaşlardan yapılan e-arabalar için pil mahfazası kapakları şeklinde Chicane bileşenleri üretildi.
E-arabaların daha düşük ağırlığı, aynı menzile sahip daha küçük ve daha hafif pillerin takılmasını sağlar. Bu, maliyet tasarrufu sağlar, kurulum alanını azaltır ve yükleme sürelerini kısaltır. Sürdürülebilir malzemeler kullanılırsa, bu aynı zamanda kaynakları da korur. Bu nedenle CosiMo projesinin amacı, FRP bileşenlerinin halen yüksek maliyetli olan üretimini hem ekonomik hem de ekolojik olarak optimize etmektir.
En iyi uygulamalar ve yeni uygulama
CosiMo’nun yaklaşımlarından biri, kanıtlanmış “RTM sürecini” kullanarak yeni plastik malzemeleri işlemek. “Reçine Transfer Kalıplama” esas olarak otomotiv endüstrisinde kullanılır ve büyük miktarlarda yüksek oranda otomatikleştirilmiş üretim sağlar: ZLP Augsburg’da proje ekibi artık geri dönüştürülmüş cam elyaf dokumasız kumaşlar kullandı. Tekstiller metal bir kalıba yerleştirildi ve sıvı bir termoplastik ile emprenye edildi. Özellikle bu, sonraki bileşenin diğer bileşenlere kaynak yapmak için gerektiğinde tekrar eritilebilmesi avantajına sahiptir. Emprenye için büyük bir gözleme demirini anımsatan bir alet kullanıldı. Parçanın istenilen şekil ve mukavemete sahip olması için emprenye edilen malzemeler DLR sıcak preste yüksek basınç altında preslenmiştir. 1.10 metre uzunluğunda ve 53 santimetre genişliğindeki parça yaklaşık altı dakikada tamamlandı.
E-arabalar için deneysel akü mahfazası kapakları, son malzeme olan poliamid 6’dan yapılmıştır. Bu plastik, “naylon” olarak da bilinir. Bir epoksi reçine ikamesi olarak kullanımı bugüne kadar benzersizdir. Epoksi reçineler hafif yapıda standart olarak kullanılır, ancak poliamid 6’dan farklı olarak geri dönüştürülemezler. Proje ekibi, yeni yaklaşımıyla artık uygun maliyetli üretimin avantajlarını iyi mekanik malzeme özellikleriyle birleştiriyor. Bileşen ayrıca hafiftir, aşınmaz ve termoplastik özellikleri sayesinde daha fazla işlenebilir.
Malzemeye ilişkin yeni görüşler
ZLP Augsburg’da RTM üretim süreci, farklı sensörlerden oluşan geniş bir ağ ile donatıldı. Bu, uzmanların üretim sırasında malzeme özelliklerini analiz etmelerini sağladı. Elde edilen veriler gelecekteki akıllı proses kontrollerinin temelini oluşturur. “En büyük zorluk, dokunmamış kumaşların tamamen emprenye edilmesi için proses parametrelerinin belirlenmesiydi. Geleneksel tekstillerle karşılaştırıldığında, kuru noktalardan kaçınmak o kadar kolay değildi. Bunu, üretim sürecinin içine bakmamızı sağlayan sensör ağı sayesinde yapabildik,” diyor DLR proje yöneticisi Jan Faber.
Endüstri 4.0 için Teknolojiler
ZLP Augsburg’daki uzmanlar, çeşitli tesisleri, sistemleri, araçları ve sensörleri tek bir sürece entegre etmek ve bunları ortak bir modül kullanarak değerlendirmek için hafif üretim süreçlerinin otomasyonu, simülasyonu ve kalite testi konusundaki uzmanlıklarını ortaya koydu. Ayrıca proje ortakları tarafından makine öğrenimi yöntemleri kullanılarak analiz edilen dijitalleştirilmiş üretim için veriler toplandı. DLR ekibi, üretim zincirine uygun olarak, bireysel süreçlerin her an sanal olarak test edilebileceği ve gerçek operasyonla karşılaştırılabileceği bir simülasyon modeli oluşturdu. Bu, tüm sistemlerden gelen ölçüm verilerini eşzamanlı olarak kaydeden ve doğrudan karşılaştırılabilir hale getiren bir veri yönetim sistemi ile desteklenir. Bu, bilim adamlarının gelecekteki üretim süreçleri için malzeme davranışını ve sistem teknolojisini daha iyi anlamalarına yardımcı olur. Araştırma ortaklarıyla birlikte ZLP Augsburg, CosiMo konseptlerinin endüstriyel uygulama için sürdürülebilirlik, maliyet ve kalite açısından potansiyelini gösterdi ve endüstriyel ortaklar tarafından onaylandı. Sonraki adımlarda, süreçler geleceğin mobilitesi için daha da optimize edilecek.
E-arabaların daha düşük ağırlığı, aynı menzile sahip daha küçük ve daha hafif pillerin takılmasını sağlar. Bu, maliyet tasarrufu sağlar, kurulum alanını azaltır ve yükleme sürelerini kısaltır. Sürdürülebilir malzemeler kullanılırsa, bu aynı zamanda kaynakları da korur. Bu nedenle CosiMo projesinin amacı, FRP bileşenlerinin halen yüksek maliyetli olan üretimini hem ekonomik hem de ekolojik olarak optimize etmektir.
En iyi uygulamalar ve yeni uygulama
CosiMo’nun yaklaşımlarından biri, kanıtlanmış “RTM sürecini” kullanarak yeni plastik malzemeleri işlemek. “Reçine Transfer Kalıplama” esas olarak otomotiv endüstrisinde kullanılır ve büyük miktarlarda yüksek oranda otomatikleştirilmiş üretim sağlar: ZLP Augsburg’da proje ekibi artık geri dönüştürülmüş cam elyaf dokumasız kumaşlar kullandı. Tekstiller metal bir kalıba yerleştirildi ve sıvı bir termoplastik ile emprenye edildi. Özellikle bu, sonraki bileşenin diğer bileşenlere kaynak yapmak için gerektiğinde tekrar eritilebilmesi avantajına sahiptir. Emprenye için büyük bir gözleme demirini anımsatan bir alet kullanıldı. Parçanın istenilen şekil ve mukavemete sahip olması için emprenye edilen malzemeler DLR sıcak preste yüksek basınç altında preslenmiştir. 1.10 metre uzunluğunda ve 53 santimetre genişliğindeki parça yaklaşık altı dakikada tamamlandı.
E-arabalar için deneysel akü mahfazası kapakları, son malzeme olan poliamid 6’dan yapılmıştır. Bu plastik, “naylon” olarak da bilinir. Bir epoksi reçine ikamesi olarak kullanımı bugüne kadar benzersizdir. Epoksi reçineler hafif yapıda standart olarak kullanılır, ancak poliamid 6’dan farklı olarak geri dönüştürülemezler. Proje ekibi, yeni yaklaşımıyla artık uygun maliyetli üretimin avantajlarını iyi mekanik malzeme özellikleriyle birleştiriyor. Bileşen ayrıca hafiftir, aşınmaz ve termoplastik özellikleri sayesinde daha fazla işlenebilir.
Malzemeye ilişkin yeni görüşler
ZLP Augsburg’da RTM üretim süreci, farklı sensörlerden oluşan geniş bir ağ ile donatıldı. Bu, uzmanların üretim sırasında malzeme özelliklerini analiz etmelerini sağladı. Elde edilen veriler gelecekteki akıllı proses kontrollerinin temelini oluşturur. “En büyük zorluk, dokunmamış kumaşların tamamen emprenye edilmesi için proses parametrelerinin belirlenmesiydi. Geleneksel tekstillerle karşılaştırıldığında, kuru noktalardan kaçınmak o kadar kolay değildi. Bunu, üretim sürecinin içine bakmamızı sağlayan sensör ağı sayesinde yapabildik,” diyor DLR proje yöneticisi Jan Faber.
Endüstri 4.0 için Teknolojiler
ZLP Augsburg’daki uzmanlar, çeşitli tesisleri, sistemleri, araçları ve sensörleri tek bir sürece entegre etmek ve bunları ortak bir modül kullanarak değerlendirmek için hafif üretim süreçlerinin otomasyonu, simülasyonu ve kalite testi konusundaki uzmanlıklarını ortaya koydu. Ayrıca proje ortakları tarafından makine öğrenimi yöntemleri kullanılarak analiz edilen dijitalleştirilmiş üretim için veriler toplandı. DLR ekibi, üretim zincirine uygun olarak, bireysel süreçlerin her an sanal olarak test edilebileceği ve gerçek operasyonla karşılaştırılabileceği bir simülasyon modeli oluşturdu. Bu, tüm sistemlerden gelen ölçüm verilerini eşzamanlı olarak kaydeden ve doğrudan karşılaştırılabilir hale getiren bir veri yönetim sistemi ile desteklenir. Bu, bilim adamlarının gelecekteki üretim süreçleri için malzeme davranışını ve sistem teknolojisini daha iyi anlamalarına yardımcı olur. Araştırma ortaklarıyla birlikte ZLP Augsburg, CosiMo konseptlerinin endüstriyel uygulama için sürdürülebilirlik, maliyet ve kalite açısından potansiyelini gösterdi ve endüstriyel ortaklar tarafından onaylandı. Sonraki adımlarda, süreçler geleceğin mobilitesi için daha da optimize edilecek.