GD&T’de En Sık Karşılaştığımız Hatalar Serisi

Firat Buyukcivelek 8 Şubat 2025

GD&T’de En Sık Karşılaştığımız Hatalar Serisi

#1 Gereğinden Sıkı Toleranslar

Mekanik tasarım dünyanın en zevkli işlerinden biri olabilir, ya da aynı iş tam tersine tasarımcının kabusu haline de gelebilir! Tasarımcının yetkinliği, ve birlikte çalıştığı ekip bu durumu belirleyen en büyük faktörlerdir. Bildiğiniz gibi tasarımın çok farklı aşamaları var (konsept, mimari, ön, detaylı….), hatta daha tasarıma başlamadan, o tasarımı yönlendirecek gereksinimlerin belirlenmesi sürecin en önemli adımlarından bir tanesi. Gereksinim derken aklımıza hemen fonksiyonel gereksinimler, performansa etki eden gereksinimler gelebilir ki kesinlikle yanlış değil. Peki başka ne gibi gereksinimleri kullanıyorsunuz?

Siz yukarıdaki soruyla ilgili olarak yazıya bir yorum bırakırken 🙂 ben bu yazının kapsamı doğrultusunda fonksiyonel gereksinimlerin yanında, maliyet ve üretilebilirlik gereksinimlerini ele almak istiyorum. Eğitimlerde detaylıca değindiğimiz bu konuya gelin kısa da olsa burada da yer verelim. Bu noktaları her tasarımda ya da tasarım değerlendirme toplantısında hatırlamaya çalışmanız fark yaratacaktır. DfX için çok genel olarak; V-modelin sağında kazanılan tecrübelerin V-modelin soluna aktarılması ve tasarım geliştirme süreçlerinde göz önüne alınmasıdır diyebiliriz. Bu konu tam olarak bununla ilgili!

Genellikle detaylı tasarım aşamasında karşılaştığımız, GD&T kullanımında gördüğümüz en yaygın hatalardan biri olan sıkı tolerans kullanımına ve bu şekilde tanımlanmış tasarımların tasarım sonrası adımlardaki etkilerine bir bakalım:

1. Artan Üretim Maliyetleri

Tasarımınıza tanımladığınız çok sıkı toleranslar, doğal olarak daha hassas (precise) bir üretim metodu gerektirebilir. Örneğin kaba frezeleme yerine hassas frezeleme ya da lebleme (lapping) ya da taşlama (grinding) gibi. Daha da önemlisi çok sıkı tanımlanan toleranslar bir çok farklı üretim tekniğinin kullanılma şansını da ortadan kaldırabilir. Örneğin tasarım büküm levha metoduna çok uygun olsa da, tanımlanmış toleransları gören bir üretici parçayı doludan işlemeyi tercih edebilir.
Bir diğer çok büyük etki, üretim sırasında yaşanılan ürün/verim kaybı (yield loss) olarak karşımıza çıkar. İstatistiksel bir süreç olan varyasyonlar ilk adımda en aza indirilmeye çalışılsa da her zaman olacaklarından, çok dar tolerans bandı tanımlanmış parçalar teknik çizime uygun olmadıklarından reddedilebilir.
Yukarıdaki iki maddenin yanında, sıkı toleranslandırılmış bir malzemenin doğrulanması, ölçümleri de aynı şekilde maliyetli olacaktır. Karmaşık ve sıkı toleransları güvenilir şekilde ölçmek için yine hassas ekipmanlara ihtiyaç duyacaksınız. Uç bir noktada, ekipmanın hassasiyeti, içinde bulunduğu odanın nemi, sıcaklığı, kalibrasyon sıklığı gibi detaylı etmenler de maliyeti arttıracaktır.

2. DfM Sıkıntıları – Düşük Üretilebilirlik

Yukarıda değindiğim maddeyi özellikle vurgulamak istiyorum. Aslında tasarlanan geometriler ve teknik gereksinimler bazı üretim metodlarını daha avantajlı hale getirebilir. Bu durumların yanında mutlaka üretim adetlerini de eklemeliyiz tabi. Ama döküm işlemi için çok uygun olan bir tasarım, zorlu gereksinimler nedeniyle çok daha pahalı üretim metodlarına ihtiyaç duyabilir. Bu post-processing dediğimiz, tamamlama (finishing) işlemleri şeklinde de olabilir ya da üretici doğrudan pahalı ama hassasiyete güvendiği üretim metotlarını seçebilir.
Ürünün üretimi için geçen süre yani çevrim süresi ya da cycle time da artacaktır. Özellikle sonlandırma işlemleri çok daha uzun sürer, bu işlemler sürelerinin yanından hassasiyet gerektiren ayarlama ve kontrol adımlarıyla da çok pahalıdır.
DfM ‘in en büyük avantajlarından biri, kolay üretilebilen parçaların çok spesifik üreticiler de gerektirmemesidir. Çok zorlu toleranslar, niş alt yüklenicilere ihtiyacı arttırabilir. Bununla ilgili çok güzel pratik örnekleri eğitimde anlatıyorum.

3. Montaj Zorlukları

Çok sıkı toleranslarla tanımlanmış bir mono parça, ve bu tarz parçalara dayanılarak geliştirilmiş bir takım (assembly) düşünün. Böyle bir montaj takımının montajı sırasında hizalama, montaj gibi problemlerinin görülmesi çok daha olasıdır. Çok sıkı toleranslar özellikle gerçekleştirilemediği durumlarda sapma bildirimleri (deviation notification) gibi mühendislerin enerji ve zamanlarını yiyen sıkıntılı süreçlere neden olabilir. Bu şekilde tasarlanmış takımlarda sapmaları kabul etmek de çok daha zor olacaktır.

4. TKY (Toplam Kalite Yönetimi) ve İnceleme Yöntemlerine Etki

Çok sıkı tanımlanmış toleranslar daha fazla sayıda ve daha karmaşık ölçüm gerektirir. Adetlerin fazla olduğu üretim metotlarında bu talepler gerçekçi dahi olmayabilir. Örneğin CMM ölçümleri, optik ölçümler vb.)
Yukarıdaki maddeyi biraz daha açıklamak adına en güzel örneklerden biri ölçüm sisteminin ve sürecinin doğruluğunu anlamak adına yapılması zorunlu Gauge R&R çalışmalarını verebiliriz. Bu süreç dahi maliyeti ve süreleri arttıracaktır. Bunun yanında İstatistiksel Süreç Kontrolü (SPC) gibi konular da zorlu parçaların kalite gereksinimlerini kontrol etmede kaçınılmazdır.
Eğitimlerde özellikle GD&T eğitiminde değindiğim bir konu da bazı uç (extreme) toleransların ölçümlerinin dahi güvenilmez olduğudur. Bu konu hem tasarım ekibi hem de üretici için ayrı zorluklara neden olur.

5. Fonksiyonel Sıkıntılar

Yukarıda çok kısa değindiğimiz montaj ya da servis sırasında karşılaşılabiliecek zorlukları biraz daha genişletip ayrıca vurgulamak kritik olacak. Çok sıkı toleranslarla tasarlanmış parçalardan oluşan bir modül, takım, ya da sistem, değişken koşullar altında performans gösteremeyebilir. Burada maliyet ve teslimat süresinden tamamen bağımsız tasarım mentalitesini vurgulamak istiyorum. Siz sisteminizi ne kadar dayanıklı (robust) ve esnek tasarlayabilirseniz o kadar başarılı bir tasarıma imza atmış olursunuz.

6. Uzayan Teslimat Süreleri ve Lojistik Problemler

Yukarıda değindiğimiz konuların bir neticesi olarak, zorlu toleranslar barındıran parçaların belirli alt yükleniciler tarafından, uzun sürelerde teslim edilebilmesi beklenir. Bu tarz parçalarda zamanla fiyat rekabetinin azaldığı ve bunun yanında oluşan kalite problemleriyle birlikte müşteri ve alt yüklenici arasında da gerilimlerin yaşanabildiğini defalarca gördüm.

7. Teknik Doküman Karmaşası

Tasarımınızda ihtiyaç duyduğunuz gereksinimler arttıkça ve sıkılaştıkça genel toleransları kullanma şansınız azalır. Teknik dokümanınız haliyle kalabalıklaşı ve hem okuması, takip etmesi, hem anlaması hem de uygulaması zor bir hal alır.
Yukarıdaki madde nedeniyle defalarca üretici ve tasarımcı arasında anlaşmazlıklar yaşadık, sonunda maalesef bir çok parçada tasarımcının aklındakinden çok farklı şekilde üretilen ve ölçülen parçalar görüyoruz.
İkinci maddede değindiğim konulardan bazıları fonksiyonel problemler olarak karşımıza çıkabilir ve tasarımı değiştirmek gerekebilir. (Maalesef bir çok durumdan tasarımcılar olarak haberimiz dahi yoktur.) Mühendislik değişikliğini zorunlu kılan anlaşmazlıklarda ya da hatalarda teknik doküman değişim süreçleri kaçınılmazdır. Bu süreçler tasarım ekipleri ve diğer paydaşlar için büyük bir zaman ve emek kaybıdır. Parçaların olgunluğuna göre büyük maddi kayıplara da neden olabilir.

Eğer başka kritik bulduğunuz etkiler varsa, lütfen yorum olarak yazının altına paylaşın. Yazıyı beğendiyseniz lütfen paylaşın, bu sayede -sizin de katkılarınızla birlikte- daha doğru bilgiyi daha çok kişiye ulaştırabiliriz.

Bu konuyla ilgili somut ve rakamsal örnekler görmek istiyorsanız, üretim metodlarının kabiyet ve limitlerini öğrenmek istiyorsanız, tanımladığınız gereksinimlerin nasıl ölçüldüğüne dair detaylı bilgi almak istiyorsanız bana ulaşabilirsiniz. En önemlisi yukarıda saydığımız hatalara kesinlikle düşmemek istiyorsanız, GD&T ve DfMA Eğitimlerime katılmayı düşünebilirsiniz. Bu yazıda göstermeyi istediğim noktalardan bir tanesi de GD&T ve DfMA ‘in birbirleriyle doğrudan ve çok yakından ilgili olduklarıydı. İyi bir mühendis, fonksiyonel gereksinimlerin yanında diğer gereksinimleri de göz önünde tutan, tek seferde en doğru tasarımı yapabilen mühendistir diyebiliriz sanırım. Böyle bir tasarımcı, mühendis, lider mühendis ya da yönetici olmak ister misiniz?

Ek bilgi:

Uluslararası Tolerans Dereceleri (IT Tolerance Grades) – Temel ölçüye (Basic Dimension) bağlı olarak değişen, belirli bir seviyedeki doğruluk derecesine sahip tolerans gruplarını temsil eden bir tolerans sınıflandırma sistemidir. IT0, IT1 ve IT01’den IT16’ya kadar olan kombinasyonlarla gösterilir – toplamda 18 IT derecesi bulunmaktadır.