Tasarımda Malzeme: Metal Levhalar

Sac Bükme

Bükme, sac metalin bükme gerilimi uygulanarak istenen şekle dönüştürüldüğü bir şekillendirme işlemidir. En yaygın bükme şekli V-bükmedir. Tabakaya istenen formu vermek için V şeklinde bir kalıp ve bir zımba presleri ile birlikte kullanılır.

Minimum Bükülme Uzunluğu (V)

V kalıbı genellikle metal levhanın kalınlığının 5x ila 8x'i olacak şekilde belirlenir. Gevrek malzemeler, 8x ila 12x aralığında V kalıpları gerektirebilir.

Minimum Bükülme Yarıçapı (r)

Minimum bükülme yarıçapı gereksinimleri, uygulamalara ve malzemeye bağlı olarak değişebilir. Havacılık ve uzay uygulamaları için değerler daha yüksek olabilir. Yarıçapın önerilenden daha az olması, yumuşak malzemede malzeme akışı sorunlarına ve sert malzemede kırılmaya neden olabilir. Bu gibi durumlarda kırık meydana gelebilir. Minimum iç bükülme yarıçapının malzeme kalınlığının en az 1 katı olması tavsiye edilir.

Minimum Flanş Uzunluğu (b)

Bu, kıvrımın minimum uzunluğudur. Flanş, tamamen oluşturulduktan sonra kalıbın tepesine ulaşacak kadar uzun olmalıdır. Bükme işlemi yapılmadan önce malzemenin minimum flanş uzunlukları bilinmelidir.

Malzeme Kalınlığı (t)

Malzemenin kalınlığı v açıklığı gibi tonajla orantılı değildir. Bunun yerine bükme kuvveti, kalınlığın karesiyle ilişkilidir. Bunun anlamı, malzeme kalınlığı ikiye katlandığında gerekli tonajın 4 kat artmasıdır.

Viraj Giderme

Bir kenara yakın bir bükme yapıldığında, bükülme rahatlığı verilmediği sürece malzeme yırtılabilir. Daha güvenli bükülme yapılabilmesi için metal levhanın kenarında dairesel bir halka oluşturulur. Yırtılmayı önlemek için rölyef çentiği atılmıştır. Bükülme çentiği malzeme kalınlığı + bükülme yarıçapından daha derin olmayacaktır.

Hidroforming

Hidroforming, metal levhaları istenen şekle getirmenin yenilikçi bir yoludur. Bu işlemde metal bir kalıbın üzerine yerleştirilir, ancak levhayı şekillendirmek için zımba yerine yüksek basınçlı sıvı kullanılır. Bu işlemle daha kısa sürede daha karmaşık parçalar oluşturulabilir. Aynı zamanda nispeten daha ucuzdur ve daha az iş gerektirir. Hidroforming ayrıca paslanmaz çelik, alüminyum, karbon çeliği, pirinç ve değerli metaller gibi hemen hemen tüm malzemelerle uyumludur. Eşleşen kalıplar genellikle gerekli olmadığından, geleneksel olmayan şekiller oluşturmak için hidroforming kullanılabilir.

Delme

Bir deliğe çok yakın bir bükülme yapıldığında, delik deforme olabilir. Bu problem nedenle gözyaşı şeklinde olan bir delik oluşmaktadır. Genel bir diğer kural olarak, malzemenin dışından kesiğin dibine kadar olan mesafe, hava bükme kuvveti çizelgesinde belirtilen minimum flanş uzunluğuna eşit olmalıdır.

Sac metal tasarımlarda iki ekstrüde delik arasında belirli bir mesafe bırakılmalıdır. Ekstrüde deliklerin çok yakın olması metal deformasyonuna neden olabilir. İki ekstrüde delik arasındaki minimum mesafenin sac kalınlığının altı katı olması tavsiye edilir

Sac parçadaki deliğin çapı çok küçük olmamalıdır, delme işlemi ile küçük delikler oluşturulur ve küçük delikler yapmak için küçük boyutlu zımbalar gerekir. Sac metaldeki küçük delik boyutu, daha küçük boyutlu delme aleti gerektirir ve bu da işlem sırasında kırılmaya neden olabilir. Delik çapının sacın kalınlığına eşit veya daha fazla olması tavsiye edilir.

Lazer kesim, farklı metalleri kesmek için lazer kullanan bir üretim türüdür. Lazer, malzemeyi kolayca yakan yüksek bir enerji ışınına sahiptir. Lazer kesim, yüksek güçlü bir lazeri optik aracılığıyla yönlendirerek çalışır. Lazerler, kesiklerin şeklini ve konumunu belirlemek için bilgisayar sayısal kontrollü programlama CNC veya G kodunu izlemek için bir hareket kontrol sistemi kullanılır. Lazer kesimi kullanmanın avantajları ve dezavantajları vardır. CO2 lazerler daha gelenekseldir ve daha kalın malzemeleri kesebilir, ancak fiber lazerler kadar hassas bir kesim sağlamaz. Fiber lazerler genellikle daha ince malzemeleri kesebilir ve CO2'den çok daha yüksek kesme hızlarına sahiptir.

Çek Cumhuriyeti'nin en büyük tasarım stüdyosu olan NOVAGUE tasarım stüdyosunun kurucusu ve sahibi Peter Novague, 'Prag Sanat, Mimarlık ve Tasarım Akademisi'nden mezun oldu ve burada daha sonra Stüdyo Müdürü Asistanı oldu. Ayrıca Almanya'daki Duisburg Essen Üniversitesi'nde endüstriyel tasarım ve Bratislava'daki Güzel Sanatlar ve Tasarım Akademisi'nde ulaşım tasarımı okudu.

Peter Novague, müşterileri için istisnai estetiğe sahip işlevsel ve kullanıcı dostu ürünler geliştirmek amacıyla 2008 yılında Novague Design Studio'yu kurdu.

"Gördüğümüz dünya gereksiz şeylerle dolu. Bunu kaotik ve kafa karıştırıcı buluyoruz. Tasarım dünyası da bu gerçeklik imajına yansıyor. Amacımız bu ortama sadelik getirmek."

EDGE sandalye origamiden ilham alan istiflenebilir alüminyum sandalyedir. Sandalyenin aldatıcı derecede basit bir önerisi var: alüminyum plakadan lazer kesim, daha sonra tasarımın katı ergonomik parametrelerine göre bir komaksit kaplama ile bükülüp ve kaynaklanması. Sandalye, altı parlak renktedir ve olası yüzey modifikasyonlarında yapılabilir, hafif tasarımı ile daha fazla kullanım kolaylığı için istiflenebilir. Novague'in EDGE sandalyesi 2012 Red Dot Tasarım Ödülü'nü kazanmıştır.

Alexandre Berthiaume tasarımı GB sandalye, basit kesilmiş ve katlanmış bir alüminyum levhadan yapılmıştır. Sonunda elektrostatik bir boyama ile renklendirilir. Aynı zamanda bu sandalye çevrecidir çünkü % 99 geri dönüştürülebilir. Örneğin geri dönüşümü istendiğinde 1650 içecek kutusuna dönüşebilir. İstiflenebilirliğinin yanı sıra bu sandalye karbon fiber, kontrplak veya akrilikten de yapılabilir bir forma sahiptir.

Ukrayna ODESD2 stüdyosunda tasarımcı Svyatoslav Zbroy tarafından tasarlanan Q1 koltuğun şekli jeodezik kubbe oluşturularak tasarlanmıştır. Richard Buckminster Fuller küresel ince kabuk yapısından etkilenilmiştir.

İngiliz tasarımcı Anthony Leyland'a ait katlanmış çelikten yapılmış bir masa koleksiyonu olan ve Manifold adı verilen proje, sabitleme olmadan çeşitli şekillerde kesilip bükülen bir dizi sehpadan oluşuyor. Tasarımlar tek bir çelik sacdan oluşturulmuş ve toz boya ile kaplanmıştır. Serinin yaratıcısı Anthony Leyland matematikçi, sanatçı ve tasarımcı; çalışmalarında doğal, endüstriyel ve kavramsal nesnelerle yaratıcı süreci yönlendirmek için kuralları ve kısıtlamaları kullanır.

"Manifold, başka hiçbir bileşen olmadan tek başına kesip bükerek kare bir malzeme tabakasından bir sehpa oluşturmak için yapılan matematiksel bir oyunun sonucudur. Bu, kısıtlamalarına rağmen sınırsız sayıda tasarıma izin veren bir işlemdir"

Tasarımlarında açı veya eğimdeki küçük bir değişikliğin tasarımın kişiliğini nasıl dramatik bir şekilde değiştirebileceğini ortaya koymak istemiştir.

İsrail'deki Bezalel Sanat ve Tasarım Akademisi'nden yeni mezun olan Ran Amitai, Bezalel'de bir projesi olarak “Malzemenin Doğası”nı yarattı. Bakery Design'ın bir parçası olan tasarımcı, önce kağıttan modellerle yola çıkarak oluşturduğu bu tasarım serisinde alüminyum levhanın zekice çözülmüş bir tasarımla nasıl bir ürüne dönüştüğünü gözler önüne seriyor.

"'Malzemenin doğası' bir dizi istiflenebilir mobilyadır. Her nesne, lazerle kesilmiş alüminyum levhadan katlanır ve daha sonra bir bükme kalıbı kullanılarak son şekle bükülür. Başlangıçta ağırlıklı olarak kağıtla çalıştım, küçük ölçekli modeller yaptım. Ne zaman bir potansiyel gördüğümde veya stabiliteyi kontrol etmem gerektiğinde, küçük kağıt modelini gerçek boyutlu bir sac levha modeline çevirdim. Projenin amacı, kıvrımlar gibi düz origamiyi doğal kıvrımlarla birleştirmektir."

Bu sandalyenin ilham kaynağı geleneksel Japon kağıt katlama kültüründen geliyor: Origami. Hollandalı mimar Jan Brouwer ve ürün tasarımcısı Chris Karthaus'un Origami sandalyesi çarpıcı derecede incedir ve lazerle kesilmiş, katlanmış ve cıvatalanmış 3 mm (geri dönüştürülmüş) alüminyum tabakadan verimli bir şekilde yapılmıştır. Sırt kısmı cıvatalarından çıkarıldığında sandalye bir tabure haline gelir. Üç alüminyum bileşenin her biri için farklı renkler seçilebilir, böylece bol renk kombinasyonuna izin verilir.

Max Durney tarafından 2002 yılında tasarlanan Endüstriyel Origami, ucuz ve basit olmasına karşın son derece güçlü bir tasarım inşa etti. Alüminyum ve çelik levhayı katlayarak oluşturduğu bu tasarım, önceden şekillendirilmiş ve delinmiş levhanın katlanması sonucu oluşur. Max'ın kurguladığı katla ve inşa et yöntemi, kaynak ve cıvatalama işlemini ortadan kaldırır. Bu teknikle malzemeden yüzde 20-50 arası, iş gücünden ise yüzde 25-45 oranında tasarruf etmeyi hedefler. Çünkü parçalar düz levhalar halinde taşındığından az yer kaplamakta ve boyama işlemine tabii tutulacaksa düz yüzeyleri boyayarak en az kayıpla levha renklendirilmektedir.

Londra merkezli Çevre Teknolojileri Fonu ortağı Patrick Sheehan:

"Endüstriyel Origami, ürünlerin tasarlanma ve üretilme şeklini derinden değiştiriyor"