Forged ve döküm piston farkları nelerdir?

forged piston
Forged piston hakkında işlediğimiz ilk konuda; genellikle bir marka sanılan Forged üretim metodunu bir önceki yayınımızda sizlere izah etmiş, tam olarak nasıl bir işlem olduğunu, bir diğer üretim metodu olan döküm metodu ile birlikte izah etmiştik. Şimdi ise biraz daha detaya gireceğiz ve bu forged metodu ile üretilmiş olan forged piston avantaj ve dezavantajlarından bahsedeceğiz.

 Forged piston avantaj ve dezavantajları nelerdir?

 Forged üretim metoduyla üretilen pistonlarda, içi dolu (masif) daire kesitli metal profillerden parçalar kesilip, hidrolik preste 2000tona kadar bir yük ile ve genellikle yüksek sıcaklık altında mekanik olarak şekillendirildiğinden bahsetmiştik. İşte bu şekil verme sonucu, ham metal parça piston şeklini alır ve her herhangi bir zayiat da meydana gelmez. Yani içi dolu metal bir parça alt kısmı boş bir pistona dönüşür. Bu durum metal malzemenin moleküler yapısında farklılığa neden olur. Malzeme bir nevi sıkılaşır, moleküller birbirlerine yaklaşır. Kısacası saflar sıklaşır ve birim hacimde daha fazla molekül yer alır. Abartarak ifade edersek; Mikroskop altında döküm malzeme gözenekli, gevşek ve sünger benzeri bir görünüme sahipken, dövme (forged) malzeme sıkıştırılmış ve tok bir görünüm sergiler.

forged piston
forged piston döküm piston farkları
Döküm ve dövme metodu ile üretilmiş 2 farklı golf sopasının moleküler yapısı
  • Avantajlar
Moleküllerin birbirine yaklaşması yani safların sıklaşması sonucunda, piston daha sağlam bir yapıya ve daha uzun bir kullanım ömrüne kavuşur. Ayrıca sıcaklık, basınç ve darbe dayanımı da artar. Özellikle yanma odasındaki sıcaklık ve basıncın çok yüksek seviyelere çıktığı, yüksek sıkıştırma oranı uygulanan ve yüksek oktanlı benzin kullanılan yarış amaçlı turbo ve NOS uygulamalarında forged yöntemi ile üretilmiş pistonlar vazgeçilmez bir modifikasyon parçasıdır.
Diğer taraftan performans odaklı otomobil ve motosikletlerde de fabrika çıkışı olarak standart olarak sunulabilmektedir. Her türlü içten yanmalı motorun daha yüksek devirlere çıkmasına da büyük katkı sağlar.  Ciddi güç artırımı söz konusu olduğunda motor genellikle forged pistonlar ile takviye edilir.
Ağırlık konusunda ise genellikle azalma gerçekleşir. Döküm metodunun sınırlamaları ve dayanıklılığın sağlanabilmesi amacıyla piston cidar kalınlıkları,  döküm metodunda belli toleransların altına düşürülemez. Ancak forged yönteminde, moleküler yapının sıklaşması sonucu cidarlar daha yüksek dayanım sağlayabilecek şekilde, forged üretim metodunun da buna uygun olması sayesinde daha ince bir kalınlıkta üretilebilir.

forged piston
forged piston – döküm piston
Solda dövme (forged piston) sağda döküm (Cast) piston
Bunun sonucunda da daha düşük ağırlıkta pistonlar üretmek mümkün olabilmektedir. Ancak daha hafif yapı genellikle daha özel forged üretim uygulamalarında mümkündür ve bu durum maliyetin artmasına neden olabilir. Kısacası forged piston her zaman döküm pistonlardan daha hafif olmayabilir ve daha düşük maliyetli forged uygulamalarında ağırlık konusu tersine dönebilir.
  • Dezavantajlar
Döküm metoduna göre daha zor bir üretim yöntemi olmasının yanında, moleküler sıkılaşmanın belirgin bir handikabı olarak forged işlemi sonrası pistonun işlenmesi de daha zordur. Segman boşluklarının açılması gibi işlemler hem daha uzun süre alır hem de takım tezgahında (torna, planya, freze..vs) kullanılan kesici takımların daha fazla aşınmasına neden olur. Tüm bunların sonucunda da daha maliyetli bir üretim metodu olması kaçınılmazdır.
Bu nedenle Forged pistonlar döküm pistonlara göre belirgin bir şekilde daha pahalıdır. Ancak dövme (forged) metodu ile elde edilen piston dayanımı, döküm metodu ile elde edilmek istendiğinde daha pahalı alaşımların kullanılması gerekmekte, bunun sonucu olarak da dövme (forged) metodu döküm metodundan ucuza mal olabilmektedir.
Forged pistonların bir diğer önemli dezavantajı da, forged metodu ile elde edilen ürünlerde sıcaklık nedeniyle daha fazla genleşme yani malzemede genişleme (termal genleşme) yaşanmasıdır. İşte bu durumun en aza indirilebilmesi için alüminyum malzemenin içindeki silikon oranında ayarlamaya gidildiği gibi pistonun üst yüzey kısmında da farklı tasarımlar yapılabilmektedir. Yüksek silikon oranı, pistonun dayanımını azaltmasına ve daha kırılgan olmasına neden olsa da termal genleşmeyi önemli oranda azaltır. Tüm bunların yanında yüksek silikon oranı sürtünmeyi de azaltır. Bu nedenle farklı uygulamalara göre farklı silikon oranına sahip alüminyum forged piston seçenekleri mevcuttur.
Döküm (Cast) pistonların avantaj ve dezavantajları nelerdir?
Açıkçası döküm metodunun en büyük avantajı daha ucuza mal olmasıdır diyebiliriz. Eritilmiş sıcak metal malzemenin kalıplara dökülmesiyle elde edilir ve daha sonrasında da forged pistonlara benzer bir şekilde takım tezgahlarında işlenerek son haline getirilir. İşte bu işlemler, döküm malzemenin daha gevşek yapısı sayesinde hem daha hızlı hem de daha kolay bir şekilde gerçekleşir. Termal genleşme konusu ise döküm pistonlarda da sorun olan bir durumdur ve yine silikon oranı ile alakalıdır. Bu nedenle silikon oranının artması ile bu sorun azaltılabilir ancak piston dayanımı da azalır.
Sonucu şu maddelerle özetleyebiliriz;
  • Benzin motor olsun dizel motor olsun, üretim metodu fark etmeksizin piston üretiminde genellikle hafiflik ve daha iyi ısı iletimi sağlayan alüminyum malzeme tercih edilir.
  • Döküm metodu ile üretilen çelik pistonlar daha çok ağır hizmet tipi, düşük devirli dizel motorlarda tercih edilir. Ancak bazı düşük hacimli otomobil motorlarında da yer alabilmektedir.
  • Benzin motor olsun dizel motor olsun, günümüz içten yanmalı motorlarında büyük oranda daha düşük üretim maliyetine sahip alüminyum döküm pistonlar kullanılır.
  • Forged piston genellikle yüksek güç/hacim oranına sahip yüksek performans odaklı araçlarda ve yarış araçlarında tercih edilir.
  • Günlük kullanımlarda performanslı kullanım tarzı bile tercih edilse forged pistonlara ihtiyaç yoktur.
  • Forged piston genellikle seviye 2 ve esas olarak üstü motor modifikasyonlarında tercih edilir.
Facebook Comments