PROTOTİP FOTOKİMYASAL İŞLEME MAKİNASININ TASARIMI, İMALATI, PERFORMANS TESTLERİ VE PROSES PARAMETRELERİNİN OPTİMİZASYONU

Abstract

ÖZET

Bu çalışmada, prototip fotokimyasal işleme makinasının (PCM) tasarımı, imalatı, performans testleri ve proses parametrelerinin optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. PCM makinasının tüm prosesleri üzerine monte edilmiş ve tüm sistemin diğer ünitelerle senkronizasyonu sağlanmıştır. Tasarımı ve prototip imalatı gerçekleştirilen PCM işleme makinasının tüm sistemlerinin birlikte çalışmasını test etmek ve makinenin fotokimyasal işleme kapasitesini belirlemek üzere PCM işleme/aşındırma ön deneyleri yapılmıştır. Ön deney testlerinde iş parçası olarak AISI 304 paslanmaz çeliği seçilmiştir. AISI 304 paslanmaz çeliği üzerinde gerçekleştirilen işlenebilirlik deneyleri çerçevesinde maksimum işleme/aşındırma derinliği (ED), minimum yüzey pürüzlülüğü (Ra) ve optimal boyutsal tamlık (DA) elde etmek için proses parametrelerinin optimum seviyeleri belirlemek amaçlanmıştır. Prototip fotokimyasal makinesi üzerinde gerçekleştirilen işlenebilirlik deneyleri için Taguchi L18 ortogonal dizi kullanılmıştır. Kontrol faktörlerinin (Film çeşidi, pozlama süresi, aşındırma süresi ve kaplama yüzey temizlik süresi) kalite karakteristikleri üzerindeki etkilerini araştırmak ve optimal seviyelerini belirlemek için Taguchi metodu kullanılmıştır. Gerçekleştirilen deneysel çalışma ve istatistiki değerlendirmeler sonucunda AISI 304 paslanmaz çeliğinin PCM ile işlenmesinde ortalama yüzey pürüzlülüğü ve aşınma derinliği üzerinde aşındırma süresinin en etkili işleme parametresi olduğu tespit edilmiştir. AISI 304 çeliğinin PCM işleme makinesiyle düşük ortalama yüzey pürüzlülüğü, nominal ölçülere en yakın boyutsal tamlık ve maksimum aşındırma derinliği elde etmek için işleme parametrelerinin optimal seviyeleri; pozitif film tipi, 160 sn pozlama süresi, 300 sn aşındırma süresi ve 80 sn temizlik süresi olarak tespit edilmiştir. Bu çalışma kapsamında tamamlanan tasarım, prototip imalat ve işlenebilirlik deneyleri çalışmaları sonucunda, tüm sistemlerin PCM işleme makinası üzerinde senkronize bir şekilde çalıştığı, PCM işleme makinasının efektif bir şekilde aşındırma işlemini gerçekleştirdiği tespit edilmiştir. Buna ek olarak, PCM işleme makinası üzerinde gerçekleştirilen aşındırma işlemlerinde seçilen proses parametrelerinin seviyelerine bağlı olarak yüzey pürüzlülüğü boyutsal tamlık ve aşındırma derinliği gibi kalite karakteristiklerinin değişimi gözlenebilmektedir.

ABSTRACT

In this study, the Design, Manufacturing, Performance Tests and Optimization of the Process Parameters of the Prototype Photochemical Processing Machine were carried out. All processes of the photochemical processing machine are mounted on it and the whole system is synchronized with other units. Photochemical processing / etching preliminary experiments were carried out in order to test the interoperability of all systems of the photochemical processing bench, of which the design and prototype production was carried out, and to determine the photochemical processing capacity of the machine. AISI 304 stainless steel was chosen as the workpiece in the preliminary test tests. Within the framework of machinability tests carried out on AISI 304 stainless steel, it is aimed to determine the optimum levels of process parameters in order to obtain maximum machining/abrasion depth (ED), minimum surface roughness (Ra) and optimal dimensional accuracy (DA). Taguchi L18 orthogonal array was used for machinability experiments performed on the prototype photochemical machine. The Taguchi method was used to investigate the effects of control factors (film type, exposure time, etching time and coating surface cleaning time) on quality characteristics and to determine their optimal levels. As a result of the experimental study and statistical evaluations, it has been determined that the etching time on the surface roughness and the etching time on the wear depth are the most effective machining parameters in the photochemical processing of AISI 304 stainless steel. Optimal levels of machining parameters to simultaneously achieve minimum surface roughness, dimensional accuracy closest to nominal sizes, and maximum etching depth in the photochemical machining of AISI 304 steel; The positive film type was determined as 160 sec exposure time, 300 sec etching time and 80 sec cleaning time. As a result of the design prototype manufacturing and machinability experiments completed within the scope of this project, it was determined that all systems work synchronously on the photochemical processing machine, and the photochemical processing machine performs the etching process effectively. In addition, changes in quality characteristics such as surface roughness, dimensional accuracy and etching depth can be observed depending on the levels of the selected process parameters in the etching processes performed on the photochemical processing machine.