Rapor - Makale > CAD/CAM/CAE > Bilgisayar destekli roll form makara tasarımı; Zanaatın teknolojiyle birleşmesi:

Doç. Dr. Haydar Livatyalı
Makine Müh. Böl., Makine Malz. ve İmalat Tek. A.B.D.
İstanbul Teknik Üniversitesi
Şubat 2006, İstanbul

Not: Orijinal olarak TurkCADCAM.net Dergisi 2. Sayısı için hazırlanmış bu makale, Ağustos 2006'da MakinaTek Dergisi'nde, Mart 2007'de TurkCADCAM.net Portalı'nda yayınlanmıştır.

Her gün yeni bir teknolojik terimin üretildiği ve piyasaya sürüldüğü bir dönemde yaşıyoruz. Öyle ki çoğunluğu İngilizce olarak ortaya atılan yeni terim ve kavramları anlayıp, kapsam alanını belirleyip, içselleştirip, Türkçeleştiremeden yenileri çıkmakta ve takip etmekte son derece zorlanmaktayız.  Yeni olmasa da tam Türkçe karşılığını bulamadığımız kavramlardan biri de İngilizcede "roll forming" olarak anılan makaralar veya merdaneler kullanılarak sac şeritten (dikişli) boru, tüp, kapalı veya açık profil bükme işlemidir. Bu işlem sac şerit kalınlığında bir değişikliğe yol açmadığı için haddelemeden (rolling), genellikle düz parçalar yapımında kullanıldığı için de silindir makinasında kıvırma (roll bending) işlemlerinden farklıdır (Şekil 1). Türkçede yerleşmiş ve yaygın kabul görmüş bir terim bulunmadığı için bu yazımızda piyasada yaygın kullanılan "roll form" terimini tercih edeceğiz.

Şekil 1: Tipik bir açık profil örneğinde roll form işleminin şematik gösterimi

Roll form teknolojisi "yeni" veya "ileri" şeklinde niteleyemeyeceğimiz kadar "eski" teknoloji. İlk kullanımı iki Dünya savaşı arasına denk düşüyor, ancak sac ve şerit metallerin kalitesi iyileşip üretimi arttıkça bu teknolojinin kullanımı da giderek artıyor. Esas olarak sabit kesitli ve kalınlıklı tüp, boru ve profillerin [1] yüksek hacimde imalatı için geliştirilmiş bu yöntem başka işlemlerle bir arada kullanılarak beyaz eşya gövdelerinden [2] çelik kapı ve kasalarına [3], özel paslanmaz çelik mobilya profillerinden [4] mobilya ray ve kızaklarına [5] ve depolama rafları ve ayaklarından çatı (kaplama) panellerine [6] kadar çok geniş bir kullanım alanı buluyor. Bununla da kalmayıp gelecekte yaygınlaşması beklenen uygulamalarında bilgisayar denetimli makara eksen kontrolü ile sadece sabit kesitli değil, değişken kesitli açık profillerin imalatında da kullanımı mümkün.

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

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