MANUFACTURING OF DEFECTED MOLD PART BY REVERSE ENGINEERING APPLICATION

Year 2019, Volume: 7 Issue: 2, 272 - 281, 26.06.2019

Mehmet Mahir Sofu

https://doi.org/10.21923/jesd.409485

Abstract

In the mass-produced
enterprises of metal and plastic injection, the high forces resulting from
fatigue, abrasion and frequent parting between the molds during printing caused
by large print pieces cause the die elements to become deformed with time. In this
case, it is necessary to revise the mold or to remake the defective parts. For
production of non-linear geometric parts, 3D solid model data is required in
technical drawing or computer environment. If this cannot be achieved,
generally Reverse Engineering (TM) application is required. In this study, an
injection mold of the Tan itriat industry company was worked on. 2D scan data
were obtained by scanning with a 3D scanner in a TM application of a broken
part having a non-linear surface of a mold in a non-working state and absent 3D
solid model data. In the study, solid geometry models were obtained by
straightforward techniques that corrected the eroded ares in the SolidWorks
Computer Aided Design program (CAD) within a short period of time without the need
for long mathematical correlations of geometry in TM application. The obtained
solid model was prepared in the SolidCAM program and the parts were machined in
CNC vertical machining center with G and M codes obtained. It is also known
that another product is assembled with the mold element being worked on. The
result was compared with 2D scanning data in this intermediate product and the
result was shared. Successfully printed from the mold using the produced part.
In this study, a series of TM applications were carried out without the cost of
new mold making and with an exemplary sustainable production.

Keywords

Reverse engineering, Computer aided design and manufacturing, Injection mold repair, Spline correction, Sustainability

BOZUK KALIP ELEMANIN TERSİNE MÜHENDİSLİK UYGULAMASI İLE İMALATI

Abstract

Metal
ve plastik enjeksiyon ile seri imalat yapan işletmelerin kilit elemanları
kalıplardır. Büyük baskı adetlerinin getirdiği yorgunluk, aşınma ve baskı
sırasında kalıp arasında sık parça sıkışması neticesinde oluşan yüksek
kuvvetler kalıp elemanlarının zamanla deforme olmasına neden olmaktadır. Bu
durumda kalıbın revize edilmesi veya bozuk parçaların yeniden imal edilesi
gerekmektedir. Doğrusal olmayan geometrideki parçaların imalatı için bilgisayar
ortamında üç boyutlu(3D) katı model verileri gerekmektedir. Eğer bu verilere
ulaşılmaz ise genellikle Tersine Mühendislik (TM) uygulaması yapılması
gerekmektedir. Bu çalışmada, tan itriyat sanayi ve tic. şti. firmasına ait
teknik resimleri ve 3D katı model verisi olmayan atıl durumdaki bir kalıbının
doğrusal olmayan yüzeye sahip bozuk bir parçasının TM uygulaması içerisinde 3D
tarayıcı ile tarama yaparak iki boyutlu (2D) tarama verileri elde edilmiş.
Çalışmada, TM uygulamasında geometrinin uzun süren matematiksel bağıntılara
ihtiyaç olmadan kısa süre içerisinde SolidWorks Bilgisayar Destekli Tasarım
programında (BDT) aşınmış olan bölgeleri kolay teknikler ile düzelterek katı model
elde edilmiştir. Elde edilen katı model bilgisayar destekli imalat (CAM)
yazılımı SolidCAM programında imalata hazırlanmış ve CNC dik işleme tezgâhında
imal edilmiştir. İmal edilen parça tekrar kalıba monte edilerek kalıptan
başarılı bir baskı alınmıştır. Aynı zamanda yeniden üretilen kalıp elemanı ile
kalıba ait olamayan başka bir ara ürün ile montajlı çalıştığı bilinmektedir. Bu
ara ürününde 2D tarama verileri ile karşılaştırmalı sonucu paylaşılmıştır.
Çalışmada, seri bir TM uygulaması yaparak yeni kalıp yapım maliyeti olmadan ve
örnek bir sürdürülebilir imalata örnek üretim yapılmıştır.

Keywords

Spline düzeltme, Sürdürülebilirlik, Tersine mühendislik, Bilgisayar destekli tasarım ve imalat, Enjeksiyon kalıbı tamiri

References

• Ablameyko, S., Pridmore, T., 2000. Machine Interpretation of Line Drawing Images Technical Drawings, Maps and Diagrams, Springer-Verlag London Berlin Heidelberg ISBN 978-1-4471-1202-0.
• Altuğ, M., Zeyveli, M., 2011. Tersine Mühendislik Süreçleri ile Birlikte Kullanılan CAD Programlarının Ahp Analytic Hierarchy Process) Yöntemi ile Seçimi, 6. International Advanced Technologies Symposium, 206-209.
• Ayyıldız, M., Çiçek, A., 2010. Düz Dişli Tasarımında Bir Tersine Mühendislik Uygulaması, SAÜ. Fen Bilimleri Dergisi, 14(1), s. 39-44.
• Ayyıldız, M. ve Göloğlu, C., 2009. Hasarlı Kalıp Elemanlarının Onarılması Amaçlı Tersine Mühendislik Destekli Bir Çerçeve Çalışması 5.Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu, 1, 1437-1441.
• Bartels, R.H., Beatty, J.C., Barsky, B.A., 1987. An Introduction to spline for use in computer graphics and geometric modeling, Morgan Kaufmann Publishers, Inc. Los Altos, California 94022.
• Berber, C., 2006. Üç Boyutlu Tarayıcılar İle Veri Toplanması ve CAD Ortamına Değişik Formatlarda Aktarılması, yayımlanmış yüksek lisans tezi Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü, İstanbul.
• Budak, I., Hodolic, J., Sokovic, M., 2005. Evelopment Of A Programme System For Data-Point Pre-Processing İn Reverse Engineering. Journal of Materials Processing Technology, 162–163, 730–735.
• CADArtiflex, The Premium Provider of learning pruducts and solutions, chepter 2 www.cadartiflex.com, erişim tarihi: 12.03.2018
• Chen, L.C., Lin, G.C.I., 2000. Reverse engineering in the design of turbine blades- a case study in applying the MAMDP, Robotics and Computer Integrated Manufacturing, 16, 161-167.
• Dung, V.T., Tjahjowidodo, T., 2017. A direct method to solve optimal knots of B-spline curves: An application for non-uniform B-spline curves fitting, PLoS ONE, 12(3), 1-24.
• DMG MORI, 2018. Additive Manufacturing by powder nozzle,https://en.dmgmori.com/products/machines/advanced-technology/additive-manufacturing/powder-nozzle, erişim tarihi: 20 Mart 2018
• Giesecke, F.E., Mitchell, A., Spencer, H.C., Hill, I.L., Dygdon, J.T., Novak, J.E., Lockhart, S., Goodman, M., Johnson, C.M., 2016. Technical Drawing With Engineering Graphics, Pearson Education, Inc., publishing as Prentice Hall. ISBN 13: 978-0-13-430641-4.
• Goetsch, D.L., Nelson, J. A., Chalk, W S., 1989. Technical Drawing Fundamentals CAD Design, Delmar Publishers Inc. 3 Columbia Circle, Albany, New York,12212-5015.
• Gopi, M., Manocha, D. “Simplifying spline models” Computational Geometry 14 (1999) 67–90
• Hollister, S.M., 2001. The Dirty Little Secrets of NURBS., New Wave Systems Inc., http://pilot3D.com/NurbSecrets.htm, erişim tarihi: 08.03.2018
• Hsiao S.W., 1996. Computer aided shape design of an underwater hull, Naval Engineers Journal, 108 (1), 37–47.
• Hsiao, S. W., Chen, C. H., 1997. A semantic and shape grammar based approach for product design, Design Studies, 18, 275–296.
• Hsiao, S. W., Chuang, J.C., 2003. A reverse engineering based approach for product form design, Design Studies, 24, 155-171.
• Hu, W.C., Sheu, H.T., 2000. Quadratic B-spline for Curve Fitting, Proc. Natl. Sci. Counc. ROC(A), 24 (5), 373-381.
• Huang, M.C., Tai, C.C., 2000. The Pre-Processing of Data Points for Curve Fitting in Reverse Engineering, Journal of Advanced Manufacturing Technolgy, 16, 635–642.
• Karabulut, H., Sarıdemir, S., 2009. Farklı Supap Açık Kalma Süreleri Ve Kursları İçin Klasik Spline Yöntemi İle Elde Edilen Kam Profillerinin Karşılaştırılması, J. Fac. Eng. Arch. Gazi Univ., 24(3), 509-515.
• Lombart, M., 2008. Solid Works Surfacing and Complex Shape Modeling, Published by Wiley Publishing, Inc., Indianapolis, Indiana. ISBN: 978-0-470-25823-1.
• Ma, W., Kruth, J.P., 1998. NURBS Curve and Surface Fitting for Reverse Engineering, Int. Journal of Advanced Manufacturing Technolgy, 14, 918-927.
• Milroy, M.J., Bradley, C., Vickers G.W., Weir, D.J., 1995. G’ continuity of B-spline surface patches in reverse engineering, Computer-Aided Design., 27(6), 471-478.
• Piegl, L.A., Tiller, W., 2001. Parametrization for surface fitting in reverse engineering, Computer-Aided Design, 33, 593-603.
• Ruan, J.K., Ke, Y.L., Fan, S.Q., Dong, H.Y., 2007. Research on rapid repairing techniques for auto panel dies Journal of Materials Processing Technology, 187–188, 69–72.
• Sokovic, M., Kopac J., 2006. RE (reverse engineering) as necessary phase by rapid product development, Journal of Materials Processing Technology, 175, 398–403.
• SolidWorks, SolidCAM, 2018, Teknolojik Yazılımlar, BüyükdereCad, Stad Han 85, Mecidiyeköy, İstanbul.
• Teke, İ., Yandayan, T., Karadayı, R., 2013. Koordinat Ölçüm Metrolojisi, Üç Boyutlu Ölçüm Cihazı (CMM) Modernizasyonu, Kalibrasyonu, Verifikasyonu, Dünyada Ve Ülkemizdeki Durum, VIII. Ulusal Ölçüm bilim Kongresi, s. 1-11.
• Thoma, M., 2013. Spline interpolation, https://martin-thoma.com/spline-interpolation/, erişim tarihi: 11.03.2018.
• Ye, X., Liu, H., Chen L., Chen, Z., Pan, X., Zhang, S., 2008. Reverse innovative design—an integrated product design methodology, Computer-Aided Design, 40, 812–827.
• Yükselen, M.A., Bezier eğrileri, B-spline eğrileri, Uygulamalı Sayısal Yöntemler Ders Notları, erişim tarihi: 12.03.2018, http://web.itu.edu.tr/yukselen/HM504/02Ek-%20Bezier%20e%F0rileri.pdf
• Wolfram MathWorlds (1), spline, http://mathworld.wolfram.com/Spline.htm, erişim tarihi:14.03.2018
• Wolfram MathWorlds (2), Bezier curve, http://mathworld.wolfram.com/BezierCurve.html, erişim tarihi:14.03.2018
• Wolfram MathWorlds (3), B-spline, http://mathworld.wolfram.com/B-Spline.html, erişim tarihi:14.03.2018
• Wolfram MathWorlds (4), NURBS, http://mathworld.wolfram.com/NURBSCurve.html, erişim tarihi:14.03.2018