Tarihçe
Metalleri kullanmadan önce, atalarımız 1,7 milyon yıldan fazla, birkaç yüz bin yıl boyunca temel yapı malzemeleri olarak ahşap ve taşı kullandılar. Altın, bakır, kalay, kurşun, gümüş, demir ve cıva, on üçüncü yüzyıla kadar bilinen ve kullanılan yegane yedi metaldi ve on yedinci yüzyıla kadar yalnızca beş metal daha keşfedildi. Bugün bilinen tüm elementlerin yaklaşık üçte ikisinin metal olduğunu biliyoruz [1].
İlk demir ürünleri yaklaşık 6000 yıl öncesine tarihlenir ve demirin yumuşaklığından dolayı alet ve silah yerine süs eşyası olarak tüketilirdi. 1200 yıllarında demirin daha dayanıklı bir malzeme (çelik) elde edilmesi için karbonize edilmesi, önemli bir değişimi beraberinde getirdi ve demir çağının başlangıcını müjdeledi. En eski çelik ürünler Türkiye'deki bir arkeolojik sit alanında (Kaman, Kalehöyük) bulunur [2][3]. Çelik üretimi bilgisi Roma İmparatorluğu ile ticaret veya savaş yoluyla geniş bir alana yayılmıştır [4]. Geçiş yavaştı, ancak dökme ve dövme demir ürünler sonunda çoğu alanda bronzun yerini aldı. Fırınlar daha belirgin hale geldi ve çelik daha iyi hale geldi. İlk demirciler mükemmel kalitede baltalar, keskiler, çapalar, kılıçlar ve diğer aletler ürettiler. 1350'de Orta Avrupa'nın demir üreticileri, ilkel yüksek fırınlarda demir eritmeyi ve dökmeyi başardılar.
Yüzlerce eşleşen dövülmüş plaka ve tel parçasından bir araya getirilen vücut zırhı gibi karmaşık parçalar yapmak, önemli ölçüde beceri ve deneyim gerektiriyordu. Bu süreç, gerekli olan uzun saatler süren çekiçleme nedeniyle oldukça emek yoğundu. On yedinci yüzyıldan sanayi devriminin şafağına kadar, süs eşyasından kullanışlı ürünlere kadar döküm olmayan her parça, emek yoğun dövme yoluyla elle yapılmıştır. Pek çok insan kendi metal ürünlerini satın alamaz [1].
On sekizinci ve on dokuzuncu yüzyıllardaki sanayi devrimi sırasında, metal imalatında kullanılan birçok el aletinin yerini yavaş yavaş güçle çalışan makineler aldı. Bu dönemin en önemli ve en az müjdelenen başarılarından biri, eski çekiçleme (dövme) sanatının metallerin şeklini veya kalınlığını değiştirmek için dönen çift merdanelerle değiştirilmesiydi. Oda sıcaklığında haddeleme yeni bir teknoloji değildir. On dördüncü yüzyılda altın ve gümüş için ilkel soğuk haddeleme kullanıldı. Leonardo da Vinci, ilk gerçek haddehaneyi 1480'de tasarladı [7].
Oda sıcaklığında haddeleme (soğuk şekillendirme) çelik, on sekizinci yüzyılın sonlarında başladı ve on dokuzuncu yüzyılda daha yaygın bir şekilde kullanılmaya başlandı. On dokuzuncu yüzyılın sonlarında ve yirminci yüzyılın sonlarına doğru, çok çeşitli sıcak ve soğuk haddelenmiş alüminyum, bakır, pirinç, kurşun, kalay, titanyum, zirkonyum ve özel alaşım levhalar ticari olarak temin edilebilir hale geldi. Bu haddelenmiş yassı ürünler olmadan, mevcut yaşamımız ve yaşam standartlarımız düşünülemezdi.
Rulo Şekillendirme
Rulo şekillendirmenin genel bir tanımı basitçe şöyle yazılabilir: "Bir rulo şekillendirme işleminde, tandem olarak düzenlenmiş profil rulo çiftleri, hareketli bir metal levhayı çapraz olarak büker ve onu belirlenmiş bir enine kesit profiline sahip bir ürün haline getirir" [5].
Rulo şekillendirmede, genellikle her şekillendirme pasosu için farklı olan, belirli sayıda karşılıklı dizilmiş rulolu mil çiftleri, bükmeyi gerçekleştirir ve deforme olmuş sacın şeklini belirler [1].
Soğuk Şekillendirilmiş Çelik Yapılar (CFSS)
19. yüzyılın ikinci yarısında, uzak bölgelerdeki işçiler için geçici ve hızlı inşaatlar tercih edilmektedir. Bu amaçla insanlar ahşap çerçeveleri ve bükülmüş ince metal levhaları ihtiyaçları için faydalı bulmuşlardır. Örtü sacları, öncelikle yüzeyinde küçük deformasyonlar verilerek sağlamlaştırılmış demirden üretilir ve barınma veya çalışma alanlarında baraka yapımında kullanılır. 1849'da altına hücum sırasında Kuzey Amerika'daki işçilerle ilgili en eski belgeler. İşçiler için portatif demir evler üretildi [8].
CFSS, 1933'te Chicago Century of Progress'te (Dünya Fuarı) sergilendi. Bu tür yapılar “Geleceğin Evi” olarak gösteriliyor. Ancak en önemli başarı, Amerikan Demir ve Çelik Enstitüsü'nün (AISI) bir araştırma projesi başlatmasıydı. AISI, Cornell Üniversitesi'ndeki araştırmacılara sponsor oldu ve bu, AISI spesifikasyonunun ilk baskısının 1946'da yayınlanmasıyla sonuçlandı. [9]
CFSS'nin yolculuğu ilkel barınaklarla başladı, ancak bugün çok katlı binalar soğuk şekillendirilmiş çelik çerçevelerle inşa edilebiliyor. En uygun yapı türleri okul, yurt, otel, konut, modüler yapılar olarak sıralanabilir.
Soğuk şekillendirilmiş çelik (CFS) yapı, esas olarak daha yüksek mukavemet/ağırlık oranı ve daha hızlı inşası nedeniyle beton veya geleneksel çelik yapılara pratik bir alternatiftir. Daha hafif olmaları nedeniyle, CFS konut ve ticari binalar, beton ve konvansiyonel çelik muadillerine kıyasla sismik risk içeren bölgelerde daha verimli alternatifler haline gelmektedir. Bir tarafı veya her iki tarafı çelik veya bazı ahşap levhalarla kaplanmış CFS çerçevelemeden yapılmış duvar panelleri, özellikle düşük ve orta sismik riskli bölgelerde inşa edilen soğuk şekillendirilmiş çelik yapılarda yanal yüklere dayanıklı elemanlar olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Bu duvar panellerindeki çerçeveleme, vida veya perçinlerle dikey dikmelere sabitlenmiş üst ve alt rayları içerir. Raylar ve dikmeler genellikle C-şekilli CFS kesitlerinden yapılır [10].
Referanslar
[1] Halmos, G. T. (2006). Roll Forming Handbook, CRC Press, Boca Raton.
[2] Akanuma, H. (2005). “The significance of the composition of excavated iron fragments taken from Stratum III at the site of Kaman-Kalehöyük, Turkey”. Anatolian Archaeological Studies. Tokyo: Japanese Institute of Anatolian Archaeology. 14: 147–158.
[3] “Ironware piece unearthed from Turkey found to be oldest steel”. The Hindu. Chennai, India. 2009-03-26. Archived from the original on 2009-03-29. Retrieved 2022-08-13.
[4] “Noricus ensis”, Horace, Odes, i. 16.9
[5] Kiuchi M., Abe K., Onodera R.; Computerized Numerical Simulation of roll-forming process, Annals of CIRP Vol. 44/1/1995, pp. 239-242.
[6] Dykes, R.J.; Mander, S.J.; D. Bhattacharyya: Roll forming continuous fiber-reinforced thermoplastic sheets: experimental analysis, Composites Part A, 31 (2000), pp. 1395-1407.
[7] Roberts, W. Cold Rolling of Steel. Marcel Dekker, New York, 1978.
[8] Don Allen, P.E., History of Cold Formed Steel, 2006, pp 1-5.
[9] Baran E, Alica C, Behavior of cold-formed steel wall panels under monotonic horizontal loading, Journal of Constructional Steel Research, Vol. 79, 2012, pp 1-8,
[10] “World’s Fairs 1933–1939”. Historic Events for Students: The
by