Hızlı prototip dökümü, 3D baskı ile oluşturulan dijital tasarımın kalıp içine eritilmiş metal ya da alaşımın dökülmesiyle somut parçaya dönüştürülmesini içeren yenilikçi bir yöntemdir. Süreç kavramsallaştırma, tasarım, 3D modelleme, kalıp üretimi, malzemenin dökümü ve son işlem adımlarından oluşur. Bu adımlar prototipin fonksiyonel testlerini gerçekleştirebilmek ve tasarım hatalarını erken aşamada yakalayabilmek için yüksek doğruluk ve tekrarlanabilirlik sağlar.
Bu yöntem geleneksel kalıp üretimine kıyasla küçük parça adetlerinde zaman ve maliyet tasarrufu sunar. Özellikle karmaşık geometrilere sahip parçalar için kalıp yatırım maliyetini minimize ederken pirinç, bronz, hafif çelik ve paslanmaz çelik gibi farklı malzeme seçenekleriyle prototipin son kullanım performansını yakından simüle etmeye olanak tanır. Hızlı prototip dökümünde malzeme atığı düşük, üretim süreleri kısa ve ölçeklendirme esnekliği yüksektir.
Döküm prototipleme, 3D baskı ile üretilen dijital modelin kalıp haline getirilmesi ve kalıba eritilmiş metal veya alaşımların yüksek sıcaklıkta dökülmesiyle işlevsel ve geometrik olarak gerçek bir prototip oluşturma yöntemidir. Süreç, kavramsallaştırma, tasarım, 3D modelleme, kalıp üretimi, malzeme seçimi, döküm ve son işlemler adımlarından oluşur. Geleneksel yöntemlere göre düşük adetli üretimde maliyet ve zaman tasarrufu sağlayan bu yöntem karmaşık geometrilere sahip parçaların performansını gerçeğe yakın şartlarda test etmeye imkan tanır.
Döküm prototiplemenin temel amacı, tasarımın gerçek metal malzeme koşullarında işlev ve geometrisini test ederek potansiyel hata ve zayıf noktaların erken aşamada tespit edilmesini sağlamaktır. Bu yaklaşım kalıp genleşmesi, büzülme oranları ve yüzey kalitesi gibi döküm süreci parametrelerini deneysel olarak doğrulamaya, mekanik dayanımı ve termal iletkenlik gibi performans kriterlerini simüle etmeye odaklanır. Böylece nihai ürüne geçilmeden önce tasarımın gerçeğe en yakın prototiplerini elde etmeye olanak tanır.
Ayrıca döküm prototipleme, düşük adetli üretimlerde yatırım maliyetini ve geliştirme sürelerini minimize etmek farklı malzeme seçenekleri ve proses parametreleri üzerinde hızlı deneme-yanılma yapabilmek için kullanılır. Bu yöntem ürün geliştirme sürecinde pazar taleplerine esnek yanıt vermeyi, seri üretime geçiş öncesinde kritik kararları doğru zamanda almayı ve kaynak kullanımını optimize ederek toplam maliyet avantajı yaratmayı hedefler.
Döküm prototipleri, karmaşık geometrilere sahip metal parçaların düşük adetli üretim maliyetlerini minimize ederek tasarım onay süreçlerini hızlandırmayı amaçlar. Bu yöntem hem mekanik performans hem de yüzey kalitesi açısından nihai ürüne yakın parçalar üreterek mühendislik testlerini gerçeğe yakın koşullarda yapma imkanı sunar.
Döküm prototipi kullanılan alanlar da şöyledir;
Döküm prototiplemede zamak, ana bileşeni çinko olmak üzere belirli oranlarda alüminyum, magnezyum ve bakır içeren bir alaşımdır. Zamak parçalar, sıcak kamara enjeksiyon makinelerinde yaklaşık 380-390 °C'lik düşük erime noktasında eritilip yüksek basınçla kalıba enjekte edilerek son derece detaylı ve karmaşık geometriler elde edilmesini sağlar. Alüminyum ise saf metal veya alüminyum esaslı alaşımlar halinde yaklaşık 660 °C'de eritilip döküm kalıplarına dökülür. Bu süreçte yüzey gerilimleri ve akış özellikleri nedeniyle ince detaylı yapılar zamak kadar hassas işlenemeyebilir.
Mekanik dayanım ve yüzey kalitesi bakımından zamak, alüminyumdan üstün bir seçenek sunar; çinko içeriği sayesinde daha yüksek sertlik ve aşınma direnci elde edilirken enjeksiyon dökümle pürüzsüz ve hassas yüzeyler oluşturulur. Alüminyum prototipler Zamak'a kıyasla yoğunluk olarak neredeyse yarı ağırlıkta olup hafiflik avantajı sağlasa da mukavemet ve yüzey pürüzsüzlüğünde geri kalır. Zamak'ın düşük erime sıcaklığı, uzun kalıp ömrü ve yüksek geri dönüşüm oranı, düşük adetli üretimlerde yatırım maliyetlerini minimize ederek hızlı iterasyon ve erken tasarım doğrulamaları için maliyet etkin bir ortam yaratır.
Döküm prototipleme, dijital tasarımları gerçek metal parçalara dönüştürerek tasarım doğrulama ve mühendislik testlerini hızlandırır. Geleneksel yöntemlere kıyasla düşük adetli üretimlerde maliyet ve zaman tasarrufu sağlarken, nihai ürüne yakın performans simülasyonu sunar.
Döküm prototiplemenin avantajları şöyledir;
Döküm prototiplemede kalıp üretimi ve enjeksiyon adımları, saatler içinde parça teslimine imkan tanır. Yüksek basınçlı enjeksiyon makineleri ve önceden hazırlanan 3D veri akışı sayesinde prototipler dakikalar içinde kalıplanır. Böylece tasarım onay ve test döngüleri kısalır.
Özellikle düşük adetli üretimde kalıp maliyetleri minimal düzeyde kalır. Erken aşamada yapılan prototip testleri, yüksek hacimli üretime geçmeden önce tasarım hatalarını tespit ederek pahalı seri kalıplara duyulan ihtiyacı azaltır ve toplam proje bütçesini korur.
Karmaşık iç boşluklar, ince duvar kalınlıkları veya organik formlu geometriler, döküm prototipleme ile kolayca hayata geçirilir. 3D simülasyonlar eşliğinde ana akış problemleri baştan saptanıp optimize edilerek çoklu iterasyonlar kısa sürede uygulanabilir.
Enjeksiyon dökümü, dar toleranslar ve pürüzsüz yüzey gerektiren parçalar için idealdir. Zamak gibi düşük erime noktalı alaşımlar, detaylı kalıplarda net kenarlar ve homojen yüzey sağlayarak son işlem sürelerini kısaltır.
Döküm prototipleme pirinç, bronz, hafif çelik veya paslanmaz çelik gibi farklı alaşımlarda uygulanabilir. Her malzemenin özgül mekanik ve termal özellikleri gerçek ortamlarda test edilerek nihai kullanım koşullarına uygun prototipler elde edilir.
Gerçek metal prototiplerle çekme, mukavemet, sızdırmazlık ve termal dayanım testleri yapılabilir. Bu sayede parça performansı gerçeğe en yakın senaryolarda ölçülür, seri üretimdeki riskler minimize edilir ve güvenlik faktörleri önceden doğrulanır.
Düşük erime sıcaklığı ve yüksek geri dönüşüm oranı, malzeme kullanımını optimize eder. Kalıp ömrü uzun ve proses atıkları az olduğundan çevresel etki düşürülür ve bu durum sürdürülebilir ürün geliştirme hedeflerine katkı sağlar.
Berk Zamak'ta prototip süreç yönetimi, tasarım fikrinden son ürüne geçişi hızlandırmak ve maliyet kontrolü sağlamak amacıyla titizlikle kurgulanmış adımlardan oluşur. Süreç şirketin uzman bilgi birikimi ve gelişmiş ekipman altyapısı eşliğinde her aşamada kaliteyi garanti eder. Aşamaların her birinde müşteri beklentileri doğrultusunda geriye dönük revizyon imkanı tanınarak, nihai ürüne geçiş öncesi potansiyel riskler en aza indirilir.
Berk Zamak'ta prototip süreç yönetimi şu şekildedir;
