tasıt teknolojısı_sası ve karoserı malzeme - ııı_2015

MARMARA ÜNİVERSİTESİ
TEKNOLOJİ FAKÜLTESİ
TAŞIT TEKNOLOJİSİ
Şasi, Çerçeve ve Gövde
- Karoser/i
III
HAZIRLAYAN:
Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR
Şasi ve Karoser
Malzemeleri
How many types of steel are there?
Steel is not a single product. There are more than
3,500 different grades of steel with many different
physical, chemical, and environmental properties.
Approximately 75% of modern steels have been
developed in the past 20 years.
Modern cars are built with new steels that are stronger
but up to 35% lighter than in the past.
Ref.: http://www.worldsteel.org/faq/about-steel.html
HATIRLATMA:
Çelik Nedir?
Demir - karbon alaşımının içinde; max. %2’ye kadar KARBON, 1
MANGAN, %0,5 SİLİSYUM, %0,05’den az KÜKÜRT ve FOSFOR varsa
bu malzemeye çelik denir.
• Çelik; %2’ye kadar C içeren demir alaşımına verilen isimdir.
• Otektoit çelik; %0,8 C içeren çeliğe ötektoit çelik adı verilir.
• Bu kompozisyonun altındaki çeliklere ötektoit altı çelikler (C
oranı < %0,8), bu bileşimden daha fazla C içeren çeliklere
ötektoid üstü çelikler (C oranı > %0,8) adı verilir.
• C oranının %2’yi geçmesi durumunda malzeme artık çelik
olarak değil, dökme demir (cast iron) olarak adlandırılır.
%C oranına göre
< %0,1 C Saf demir
%0,1 C - %0,2 C
%0,2 C - %0,5 C
%0,5 C - %2,06 C
Az (Düşük) karbonlu çelik
Orta karbonlu çelik
Yüksek karbonlu çelik
HATIRLATMA:
ÇELİKLER HAKKINDA:
• Maksimum %2,06 C içeren ve ek işlem gerektirmeksizin
şekillendirilebilen
Fe-C
alaşımıdır.
Genellikle
sünek
malzemelerdir.
• Uygulanan ısıl işlemlerle mekanik özellikleri örn. sertlikleri,
dayanımları ve tane boyutları değiştirilebilir.
• Çeliğin özelliklerinin değişimine özellikle de sertliğin değişimine
en fazla etki eden element karbondur.
• Çelik, demir-karbon alaşımı olup diğer alaşım elementlerini de belli
oranda içerebilir. Binlerce farklı kompozisyonda ve/veya farklı ısıl
işleme sahip çelik çeşidi mevcuttur. Mekanik özellikler, çeliğin
bileşimine ve uygulanan ısıl işleme bağlı olarak değişmektedir.
• Çelik bileşimine bağlı olarak içerdiği alaşım elementlerine ve
uygulanan ısıl işleme göre farklı özellikler gösterirler.
HATIRLATMA:
KARBON ORANININ ETKİSİ
Çelik içersine ilave edilen karbon oranı, çeliğin dayanımını ve sertliğini
etkiler.
Malzeme Seçimi
Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1
MATERIALS IN A TYPICAL VEHICLE
ADVANCED AUTOMOTIVE MATERIALS: THE NEW DNA OF PERSONAL MOBILITY, GM, 2011
Body and Closure Metallic Material Content
by Type Mild
Source: Ducker Worldwide
50 year Perspective of Automotive Engineering Body Materials and an Analysis of the Future , Jody N. HallJody Hall Manager, Global Die Standards &
Materials Applications Manager, Applications General Motors Manufacturing; Engineering General Engineering Great Designs in Steel 2008Great 2008
Body and Closure Metallic Material Content by Type
Source: Ducker Worldwide
50 year Perspective of Automotive Engineering Body Materials and an Analysis of the Future , Jody N. HallJody Hall Manager, Global Die Standards &
Materials Applications Manager, Applications General Motors Manufacturing; Engineering General Engineering Great Designs in Steel 2008Great 2008
North American Light Vehicle Material Content Per in Pounds
Source: Ducker Worldwide
* Same vehicle mix and average footprint as 2007
50 year Perspective of Automotive Engineering Body Materials and an Analysis of the Future , Jody N. HallJody Hall Manager, Global Die Standards &
Materials Applications Manager, Applications General Motors Manufacturing; Engineering General Engineering Great Designs in Steel 2008Great 2008
A typical automobile is composed of variety of materials to constitute its
structure, aid its mobility function, e.g. tires and fluids, and provide comfort to its
occupants, e.g. glass and refrigerants.
Figure: The materials in a typical sedan
Kaynak: Mohammed A. Omar; “THE AUTOMOTIVE BODY MANUFACTURING SYSTEMS AND PROCESSES” - 2011 John Wiley & Sons Ltd. ISBN:
978-0-470-97633-3
Araç Üzerindeki Malzeme Dağılımı
Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1
M1 Segmenti Araçların Yıllara Göre Ağırlık Değişimi
HATIRLATMA: M Kategorisi Araçlar: En az dört tekerlekli, motorlu yolcu taşıma
amaçlı araçlardır. / M1 kategorisi araçlar: Sürücü dışında en fazla sekiz kişilik
oturma yeri olan, yolcu taşımaya yönelik motorlu araçlardır.
Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1
• Şasi Malzemeleri
• Karoseri Malzemeleri
St – 42 yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Kaynağa çok
iyi gelir, pres altında rahat şekil verilebilir. St-50, St-60, St-70
çelikleri de kullanılır. Bu malzemeler daha çok kaynak
kullanılmayan perçin bağlantılı şasiler için uygundur.
Kaynağa gelmezler çünkü karbon miktarları yüksektir.
İnce saç dediğimiz 3 mm altındaki saç malzeme kullanılır.
Karoseri saçı olarak kullanılan çelik St-10’dur. Ayrıca hafif
metal kullanımı da mevcuttur. Hafif metalin avantajı büyük
sönüm kabiliyeti ve yüksek şekil verme kolaylığıdır.
Korozyona karşı tercih edilen bir malzemedir.
Kendi kendini taşıyan sistemlerde iskelet ve saç aksamı için
hafif metaller kullanıldığında taşıt ağırlıkları önemli
miktarda düşmektedir. Korozyona karşı dayanıklı olmaları
nedeni ile de bazı yerlerde Al - Mg - Si alaşımı hafif metaller
kullanılmaktadır.
Kaynak: “Şase ve Karoseri” Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.
Kaynak: “Şase ve Karoseri” Sunumu, TÜVTURK, 08/03/2006.
Audi Q7 Servis Eğitimi
Audi Q7 Servis Eğitimi
Modern araçlarda iyileştirme alanları
2006 Model Passat
2006 Model Passat
Reading text - Body materials
Sheet steel
Sheet steel of various grades (see Vehicle-body
sheet metal is customarily used for the vehicle
body structure.
Sheet thicknesses range from 0.6 ... 3,0 mm, with
most pieces being between 0.75 and 1.0 mm thick.
Due to the mechanical properties of steel with
regard to stiffness, strength, economy and
ductility, alternative materials for the vehicle
body structure are not yet available.
High Strength low-alloy (HSLA) sheet steel is
used for highly-stressed structural components.
The resulting high strength of these components
allows their thickness to be reduced.
Ref: Automotive Handbook - Bosch
HATIRLATMA
Süneklik (Ductility): Plastik şekil değiştirme
kabiliyetini ifade eder. Bu değerin büyümesi,
malzeme kopana kadar daha büyük plastik şekil
değiştirme göstermesi anlamına gelir. Kopma
uzaması ve alan daralması parametreleri ile
ifade edilebilir.
Gevreklik:
Plastik
şekil
değiştirme
kabiliyetinin olmaması durumunu ifade eder.
Eğri bazen elastik sınırda bazen de elastik sınıra
çok yakın bir noktada son bulur.
Tokluk: Malzemenin kopana dek absorbe ettiği
toplam enerjiyi ifade eder.  -  eğrisinin altında
kalan alana eşittir. Sünek malzemelerin tokluğu
gevrek malzemelere göre daha yüksektir.
Rezilyans: Malzemenin elastik şekil değişimi
sırasında depoladığı enerjidir.  -  eğrisinde
elastik bölgenin altında kalan alana eşittir.
Reading text - Body materials
Aluminum
In order to reduce weight, aluminum can be used
for separate body components such as the hood,
luggage-compartment lid, etc.
Since 1994, an aluminum body has been in use for
one of the German luxury-class cars. The
vehicle's frame is constructed from aluminum
extruded sections, and the sheet components are
self-supporting in integrated form (ASF Audi
Space Frame). The realization of this principle
necessitated the employment of suitable
aluminum alloys, as well as new production
processes and special repair facilities. According to
the manufacturers, the rigidity and deformation
characteristics are identical to those of steel or are
even superior.
Ref: Automotive Handbook - Bosch
An Increasing Trend
1 pound =
453,59237 gram
http://www2.prnewswire.com/mnr/duckerworldwide/37515/
Reading text Body materials
Plastics: Plastics as
materials
for
separate
body
components
are
used in a limited
number of cases in
place of steel.
Table: Examples of
alternative materials
Automotive Handbook - Bosch
Polimerler
PA- Poliamid: Konnektörler, fanlar, depolar, jant kapakları, manifolt, ön
çamurluk, radyatör tankları, yakıt boruları vb.
PP- Polipropilen: Tampon, havalandırma parçaları, ayna kapakları, iç
giydirme parçaları
ABS- Akrilonitril-Butadiyen-Stiren: Stop lambası kabini, konsol, kapı
panel destekleri, koltuk kabini
PC- Polikarbonat, PMMA- Polimetil Metakrilat: Far ve lamba
gövdeleri, siviç ve konnektörler
POM- Polioksimetilen: Tapa, mekanik çalışan dişli parçaları
PE- Polietilen: Çamurluk iç giydirme, depolar
NR- Doğal kauçuk: Araç lastiği, silecek, takozlar
EPDM- EtilenPropilenDiyenMonomer : Kapı fitilleri, contalar
Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1
Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1
Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1
•
•
•
•
Kaynak
Punta ve Bosaj kaynak: Kaporta
MIG MAG: Gazaltı kaynak -Şasi
Lazer kaynak: Kaporta, vites
kutusu
Friksiyon kaynak: Vites kutusu,
motor supapları
Volkan ÇABUK, OYAK RENAULT Malzeme Laboratuvarı Sorumlusu; Ekim 2013 v1.1
GERİ DÖNÜŞÜM
Vehicle Recycle, Toyota, 2014
Vehicle Recycle, Toyota, 2014
Vehicle Recycle, Toyota, 2014
Vehicle Recycle, Toyota, 2014
Vehicle Recycle, Toyota, 2014
Vehicle Recycle, Toyota, 2014
Vehicle Recycle, Toyota, 2014
Vehicle Recycle, Toyota, 2014
Vehicle Recycle, Toyota, 2014
Vehicle Recycle, Toyota, 2014
Definition according to EU directive
for end-of-life vehicles 2000/53/EC:
Reuse means any operation by which
components of end-of life vehicles are
used for the same purpose for which
they were conceived
Recycling means the reprocessing in a
production process of the waste
materials for the original purpose or for
other purposes but excluding energy
recovery.
Recovery means a suitable process for
ensuring that waste is recovered
without endangering human health and
without the use of processes or methods
likely to harm the environment.
Regeneration of acids is an example of a
recovery operation.
Vehicle Recycling - Focusing on Sustainability, 2009 BMW
Use of materials and re-use
rates:
As well as prohibiting certain
materials such as Lead and
Chromium
(VI),
the
EU
regulations also define in detail
the secondary processing of
certain vehicle components and
resources.
The
directive
(2005/64/EC) also requires that,
from 2008 onwards, new vehicles
should be reach a recycling target
level of 85 percent and a recovery
target level of 95 percent by
2015. This is a prerequisite for the
type-approval of all new vehicle
types from the end of 2008
onwards.
UFUK TURU
Concept of car manufacturing:
Harmony of human beings, nature, and vehicles
Brian Cantor, “Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials”, 2008.
Number of vehicles and global population
Brian Cantor, “Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials”, 2008.
Vehicle crash safety and information safety
Brian Cantor, “Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials”, 2008.
New materials used in vehicles
Brian Cantor, “Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials”, 2008.
Material composition of a typical passenger vehicle
Brian Cantor, “Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials”, 2008.
Important issues for environmental protection
Brian Cantor, “Automotive Engineering Lightweight, Functional, and Novel Materials”, 2008.
ÖNEMLİ BAZI HUSUSLAR
Makine Mühendisliği
Yrd. Doç. Dr. Abdullah DEMİR
Chassis system developers must always
keep the following five goals in mind:
1. meeting timeline targets
2. satisfying functional requirements
3. ensuring quality
4. minimizing costs
5. optimizing weight
Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.
Mock-up: Taklit Model, Maket: Bir makina, cihaz
veya ünitenin, ölçek üzerine yapılmış modeli. Bu
model; yeni bir gelişmeye ait imalatın incelenmesi ve
denenmesinde veya hakiki makina, cihaz veya
ünitenin işleme tarzının personele öğretilmesinde
kullanılır.
A mock-up of something such as a machine or
building is a model of it which is used in tests or to
show people what it will look like.
A full-sized structural, but not necessarily functional,
model built accurately to scale, used chiefly for study,
testing, or display
Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.
Departments for the development of a new
vehicle
• development and design (engineering)
• marketing, sales/customer service
• controlling
• procurement/logistics
• production/planning
• quality
Procurement (Tedarik): Personel, hizmet, ikmal
maddeleri ve teçhizat temin işlemi
As is the case for the development of any
technical product, chassis system developers
must follow the following step-by-step process
[2]:
• planning and definition
• concept studies
• design and simulation
• prototype construction and validation
• tuning, optimization, and finally
• series production.
Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.
Product development process (PDP)
SOP (start of production)
Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.
V model of the development process
Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.
Standard phases of product development
The product development process (PDP) can be divided into
categories containing subprocesses such as concept creation,
product planning, product development, and production and
manufacturing planning. The standard structure of the product
creation process and product development process can be seen in
Figure. This diagram [3] is based on information obtained from 21
automakers in Europe, Japan and the United States with a total
market share of 86 %.
Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.
Superimposed trends: trends based on the extrapolation of the past,
present trends, and future trends
Bernd Heißing | Metin Ersoy (Eds.), Chassis Handbook Fundamentals, Driving Dynamics, Components, Mechatronics, Perspectives, 2011.