Taguchi deney tasarımı metodu ile alüminyum ekstrüzyon proses parametrelerinin optimizasyonu

Abstract

Solar enerji kullanımının artmasına ve kısa vadede daha da artacağının bilinmesine paralel olarak, pazar talebine optimum proses verimliliği ile yanıt verebilmek için solar enerji panellerinin montajında kullanılan alüminyum profilin üretim sürecinin istatistiksel yöntemlerle optimizasyonu gerekliliğine istinaden bu çalışma gerçekleştirilmiştir. Alüminyum profilin ekstrüzyon yöntemi ile üretim sürecindeki proses parametreleri, ürünün kalitesine dolayısıyla hat verimliliğine doğrudan etki etmektedir. Alüminyum ekstrüzyon ürününün kalitesini ve dolayısıyla proses verimliliğini optimize etmek için, tekil proses parametrelerinin ve proses parametrelerinin birbiri ile etkileşiminin, proses çıktılarına etkisi ileri istatistiksel analiz yöntemleri ile değerlendirilmiştir. Taguchi deney tasarımı ile alüminyum ekstrüzyon proses verileri analiz edilmiş olup, hedeflenen proses çıktı faktörleri için seçilmesi gereken optimum proses giriş faktörleri tespit edilmiştir. Alüminyum ekstrüzyon proses kalitesine etki edebilecek faktörler; ekstrüzyon profil hızı, kütük (billet) sıcaklığı, kalıp sıcaklığı, kütük (billet) tipi, ekstrüzyon sıcaklığı, ekstrüzyon basıncı, metalurjik değişkenler, ekstrüzyon oranı, kalıp tasarımı ve yağlama sistemleri olarak analiz edilmiştir. Hammadde olan kütük (billet), spektrometre analiz sonuçları ile tedarik edilmektedir. Dolaysıyla metalurjik olarak proses girdisi kontrol altındadır. Aynı profil kalıbı ve aynı ölçülerdeki kütük (billet) ile, yağlama sistemi kalibre edilmiş durumda yapılan istatistiksel proses optimizasyonu için, üstte sıranmış olan ilk altı faktör dikkate alınmıştır. Taguchi deney tasarımında ekstrüzyon profil hızı (mm/sn), kütük (billet) sıcaklığı (°C), kalıp sıcaklığı (°C) ve kütük (billet) tipi kalite karakteristiğini doğrudan etkileyen bağımsız deney faktörleridir. Ekstrüzyon sıcaklığı (°C) ve ekstrüzyon basıncı (MPa) ise bağımsız değişkenlerin değer kombinasyonlarına göre değişen bağımlı değişkenlerdir. Değişken seviyeli Taguchi Deney Tasarımı için, 8 test üretimi gerçekleştirilmiştir. Test üretiminin sonuçları için Taguchi S/G (sinyal gürültü oranı) ve ortalamalar grafikleri analiz edilmiştir. Ekstrüzyon sıcaklığı (°C) ve ekstrüzyon basıncı (MPa) bağımlı değişkenleri için regresyon analizleri yapılmıştır. R-sq (determinasyon katsayısı) değerlerine göre istenen anlamlılıkta deney modelleri elde edilmiştir. Prosesin; kalite karakteristikleri dikkate alınarak optimize edildiği bağımsız değişkenler Taguchi analizi ile hesaplatılmıştır.