Havacılık sanayinde kullanılan 6061 ve 6013 slüminyum slaşımların işleme parametrelerinin enerji tüketimine etkisi

Abstract

Havacılık sanayi, malzeme performansının ve enerji verimliliğinin kritik öneme sahip olduğu stratejik bir sektördür. Bu bağlamda, 6061 ve 6013 gibi 6xxx serisi alüminyum alaşımları; hafiflik, yüksek mekanik dayanım, korozyon direnci ve işlenebilirlik gibi üstün özellikleri sayesinde bu sektörde yaygın şekilde kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, söz konusu alaşımların frezeleme işlemi sırasında enerji tüketimine etki eden işleme parametrelerinin analizi ve optimizasyonu amaçlanmıştır. Deneysel çalışmalar 2⁴ faktöriyel deney tasarımı kullanılarak gerçekleştirilmiş; yatay mil hızı, kesme derinliği, takım kalınlığı ve malzeme türü olmak üzere dört bağımsız değişken ele alınmıştır. Deney sonuçları minitab yazılımı ile analiz edilmiş; varyans analizi (ANOVA), regresyon modelleme, kodlanmış katsayılar, grafiksel analizler ve yanıt optimizasyonu yöntemleri kullanılmıştır. Analizler sonucunda, özellikle mil hızı ve takım tipi faktörlerinin enerji tüketimi üzerinde anlamlı etkiler yarattığı belirlenmiş; 6013 alaşımının daha düşük enerji tüketimi sağladığı görülmüştür. Elde edilen optimum parametre kombinasyonu doğrulama deneyleri ile test edilmiş ve tahmin edilen değerlerle karşılaştırıldığında hata oranlarının kabul edilebilir sınırların altında olduğu saptanmıştır. Bu çalışma, havacılık sektöründe sürdürülebilir üretim ve enerji verimliliği hedeflerine katkı sağlamakta olup, talaşlı imalat süreçlerinin optimizasyonuna yönelik uygulamalı bir yaklaşım sunmaktadır. The aerospace industry is a strategic sector where material performance and energy efficiency are of critical importance. In this context, 6xxx series aluminum alloys such as 6061 and 6013 are widely used due to their superior properties, including lightweight, high mechanical strength, corrosion resistance, and machinability. This thesis aims to analyze and optimize the machining parameters that affect energy consumption during the milling of these alloys. Experimental studies were carried out using a 2⁴ full-factorial design, considering four independent variables: spindle speed, depth of cut, tool diameter, and material type. The results were analyzed using Minitab software through analysis of variance (ANOVA), regression modeling, coded coefficients, graphical evaluations (Contour Plot, Main Effects Plot, Interaction Plot, Cube Plot), and response optimization methods. The analyses revealed that spindle speed and tool diameter significantly affect energy consumption and that the 6013 alloy results in lower energy use. The optimal parameter combination is verified using confirmation experiments. The differences between predicted and experimental values remained within acceptable limits. This study contributes to the goals of sustainable production and energy efficiency in the aerospace industry and provides an applied approach to the optimization of machining processes.