STANBUL TEKN K N VERS TES FEN B L MLER ENST TS

PLAST K ENJEKS YONDA PROSES VE KALIP

KAYNAKLI SORUNLARIN G DER LMES

YKSEK L SANS TEZ Mh. Engin KSE

(503021210)

TEMMUZ 2006

Tezin Enstitye Verildi i Tarih : 8 Mays 2006 Tezin Savunuldu u Tarih : 12 Haziran 2006

Tez Dan man : Yrd.Do.Dr. Vedat TEM Z

Di er Jri yeleri Do.Dr. Haydar L VATYALI

Yrd.Do.Dr. Mehmet PALABIYIK

ii

NSZ

al mamn, bu konuyla ilgilenen teknik ki ilere yararl olmasn diler, renim

hayatm boyunca desteklerini hibir zaman benden esirgememi olan aileme ve

srdrd m tez al mamda srekli yardmc olan hocam Sn. Yrd. Do. Dr. Vedat

Temize sayg ve sevgilerimi sunarm. Ayrca almam srasnda yardmlarn ve

desteklerini esirgemeyen, Sn. Yeliz Anka, Sn. Cem Da lya, Sn. Mustafa

Karaba a, Sn. Ahmet ene, Sn. Veli Kzgnele, Sn. Volkan Bayrama, Sn. Onur

Ozansoya, tm Vestel Beyaz Eya A. . ve B/S/H alanlarna te ekkr ederim

TEMMUZ 2006 Engin KSE

iii

NDEK LER

NSZ ii NDEK LER iii TABLO L STES vi EK L L STES vii SEMBOL L STES ix ZET x SUMMARY xi

1. KALIPILIK ve KALIPLA RET M 1 1.1. Kalpl n Tanm 1 1.2. Kalplarn Snflandrlmas 2

1.2.1. Metal Kalplar .. 2

1.2.2. Hacim Kalplar 4

2. PLAST K ENJEKS YON MAK NES VE ENJEKS YON PROSES 9 2.1. Plastik Enjeksiyon Makinesini Olu turan niteler 9

2.1.1. Mengene kapama nitesi 9

2.1.2. Plastikle tirme ve Enjeksiyon nitesi 11

2.1.3. Kontrol nitesi 12

2.1.4. Makine Gvdesi 12 2.2. Plastik Enjeksiyon Prosesinde Ana De i kenler 12

2.2.1. Scaklklar 13

2.2.2. Basnlar 14

2.2.3. Zamanlar 15

2.2.4. Hzlar 17

2.2.5. Drt De i kenin kullanm sras 17 2.3. Plastik Enjeksiyon evrimi 18

2.3.1. Plastikle tirme 18

2.3.2. Kalbn Kapatlmas 18

2.3.3. Kalbn Doldurulmas 18

2.3.4. tleme 19

2.3.5. Tutma 19

2.3.6. So utma 19

2.3.7. Kalptan karma 19 2.4. Enjeksiyon Testi Nasl Yaplr? 19

3. PLASTIK ENJEKSIYON KALIPLARI 22

iv

3.1. Kalp terminolojisi 23

3.1.1. Kalp Bo lu u (Gz) 23

3.1.2. Erkek Kalp 23

3.1.3. Di i Kalp 24

3.1.4. Yolluk sistemi 24

3.1.5. So utma Sistemi 24

3.1.6. tici sistemi 27 3.2. Enjeksiyon Kalp Elemanlar 31

3.2.1. Di i Kalp Elemanlar 31

3.2.2. Erkek Kalp Elemanlar 33 3.3. Kalp Tipleri 35

3.3.1. Kalp Yapsna Gre Snflandrma 35

3.3.2. Yolluk Tipine Gre Snflandrma 43 3.4. Scak Yolluklu Kalp ve Scak Yolluk Sistemi 44

3.4.1. Scak Yolluk Sistemi zellikleri: 44

3.4.2. Scak Yolluk Sistemi Avantajlar: 44

3.4.3. Scak yolluk sistemlerinde giri ular 48 3.5. So uk yolluk e itleri 53

3.5.1. Yolluk Giri Tipleri 53

4. YOLLUK G R YERN N VE G R APININ DO RU BEL RLENMEMES SONUCU KALIPTA VE PARADA YAPILAN DE KL KLER 60

4.1. Yolluk Giri Yerinin Yanl Tayini Sebebiyle Kalpta ve Parada Yaplan De i iklikler 60

4.1.1. Yolluk Giri inin De i tirilmesi ve Kstlamalar 62

5. PLAST K ENJEKS YON KALIBINDA VER ML L K 65 5.1. Enjeksiyon kalbnda verimlili i etkileyen faktrler 65

5.1.1. Kalp mr ve Dayankll 65 5.2. Verimlili in nemi 69 5.3. Verimlili in arttrlmas iin yaplan oklu Hzl Ba lant Elemanlarnn ve

Manyetik Plakalarn Enjeksiyon Makinesine ve Enjeksiyon Kalplarna Adaptasyonu 70

5.3.1. Manyetik Kalp Ba lama Sistemi 70

5.3.2. oklu Hzl Ba lant Elemanlar Sistemi 73

6. PROSES ve KALIP KAYNAKLI SORUNLARIN G DERLMES 75 6.1. Para tasarm 75

6.1.1. Kullanlan Malzeme Miktarnn Azaltlmas 75

6.1.2. Vidalama ve pim delikleri tasarm 76

6.1.3. Ters Alarn (Undercut) Kullanlmamas 77

6.1.4. Desteklerin (feder) tasarm 77

6.1.5. kma As (Draft Angle) 78

v

6.1.6. Kalp birle me yzeyinin ve ke radyuslarnn belirlenmesi 79 6.2. Para Rijitli inin Arttrlmas iin Paraya Feder Eklenmesi 79 6.3. Kalbn yapmndan ve devreye alnmasndan sorumlu ki inin yapmas

gerekenler 82 6.4. Kalb yapacak firmann yapmas gerekenler 83 6.5. Proses ve Kalp Kaynakl Sorunlar 84

6.5.1. Scak Yollukla lgili Problemler ve zmleri 84

6.5.2. Paralarda grlen problemlerin giderilmesi 86

7. SONULAR ve NER LER 97

KAYNAKLAR 99

ZGEM 100

vi

TABLO L STES

Tablo 2.1: ok Kullanlan Plastik Hammaddeler iin Uygun Enjeksiyon Parametreleri .........................................................................................17

Tablo 3.1: ok kullanlan plastiklerin eli e srtnme katsaylar(m) .....................30 Tablo 3.2: U Seiminde ne U, Ak U ve Valve Gate U Tiplerinin

Kar la trlmas ....................................................................................50 Tablo 3.3: Plastiklerin Kesme Gerilmeleri ve Kesme Hzlar...................................51

vii

EK L L STES

ekil 1.1: Kalplarn snflandrlmas......................................................................2 ekil 1.2: Ekstrzyon plastik kalplama yntemi ve elemanlar...............................6 ekil 1.3: Pistonlu enjeksiyon makinesi [1] .............................................................7 ekil 1.4: Vidal enjeksiyon makinesi elemanlar [1]...............................................8 ekil 2.1: Plastik enjeksiyon niteleri [13] ..............................................................9 ekil 2.2: Hidrolik kapama....................................................................................10 ekil 2.3: Hidro-Mekanik Kapama (Kilitleme) Sistemi .........................................11 ekil 2.4: Plastikle tirme ve enjeksiyon nitesi [13] ..............................................11 ekil 2.5: Kontrol nitesi[13] ................................................................................12 ekil 2.6: evrim sresi ........................................................................................16 ekil 3.1: Enjeksiyon kalb...................................................................................23 ekil 3.2: Uygun so utma kanallar ve para arasndaki mesafeler[5]....................25 ekil 3.3: So utma kanallarnn para ke detaylarna yakla trlmas ile scak

blgelerin so utulmas[5] ......................................................................25 ekil 3.4: Para k e detaylarnn iyi so utulmas ile deformasyonlarn

engellenmesi[5] .....................................................................................26 ekil 3.5: a-)Paralel su ba lants b-)Seri su ba lants c-) Seri ve paralel su[5] .....27 ekil 3.6: tici plakas, iticiler ve erkek plakann birlikte resmi..............................28 ekil 3.7: Pim ve bak itici kullanlarak parann kalptan ayrlmas [5] ...............28 ekil 3.8: Syrc plaka kullanlarak parann kalptan ayrlmas [5] .....................29 ekil 3.9: Al pim itici kullanlarak parann kalptan ayrlmas[5] .....................30 ekil 3.10: Enjeksiyon kalp elemanlar ..................................................................31 ekil 3.11: ki plakal kalp .....................................................................................35 ekil 3.12: plakal kalp [5]................................................................................36 ekil 3.13: Al hareketli (maal) kalp a-)Kapal b-)Ak [7] ...............................37 ekil 3.14: Al hareketli (maal) kalbn a-) Di i Kalp b-) Erkek Kalp...............38 ekil 3.15: Katl (Stack) kalplar .............................................................................39 ekil 3.16: Vida mekanizmal (unscrewing) kalplar a-)Kapal b-)Ak [7] .............42 ekil 3.17: Ters kalplar ..........................................................................................43 ekil 3.18: 16 gzl so uk yolluklu kalp................................................................45 ekil 3.19: 16 gzl, 4 scak yolluklu manifoldlu kalp ...........................................45 ekil 3.20: 16 gzl, 16 scak yolluklu manifoldlu kalp .........................................46 ekil 3.21: Scak yolluklu manifoldlu sistem...........................................................46 ekil 3.22: Scak yolluk giri ucu geometrisi...........................................................48 ekil 3.23: ne giri ucu ........................................................................................49 ekil 3.24: Ak giri ucu........................................................................................49 ekil 3.25: Ama kapama giri ucu-valve gate ........................................................50 ekil 3.26: Scak yolluk memelerinde genleme ve boyut de i imleri[7].................52 ekil 3.27: Tnel yolluk giri kesitleri [5] ...............................................................54 ekil 3.28: Tnel yolluk alma prensibi [5] ..........................................................55 ekil 3.29: a-)Muz Yolluk alma Prensibi b-) Muz Yolluk Kesiti [5]...................56 ekil 3.30: Kenar yolluk ekli ve kesiti [5]..............................................................57 ekil 3.31: Fan yolluk ekli ve kesiti [5] .................................................................58 ekil 3.32: Diyafram yolluk ekli ve kesiti [2,5]......................................................59

viii

ekil 4.1: 4 gzl yumurtalk kalb yerle im ekli ve yolluk sitemi ......................61 ekil 4.2: Malzeme birle im izleri.........................................................................61 ekil 4.3: Yumrtalk parasn kap rafna montajl resmi .......................................62 ekil 4.4: Yolluk giri i de i imi iin alternatifler ..................................................63 ekil 4.5: 2. Alternatifin uygulanmas ...................................................................64 ekil 5.1: Cu-Be (Bakr-Berilyum) ala ml elik kullanm ..................................66 ekil 5.2: Manyetik plaka sistemi [11] ..................................................................72 ekil 5.3: Manyetik plaka [11] ..............................................................................73 ekil 5.4: oklu hzl ba lant eleman[10] ...........................................................74 ekil 6.1: Para tasarm ile malzeme miktarnn azaltlmas .................................76 ekil 6.2: Vidalama ve pim delikleri tasarm ........................................................77 ekil 6.3: Para tasarmnda ters alarn (Undercut) iptali ....................................77 ekil 6.4: Feder tasarm [3] ..................................................................................78 ekil 6.5: kma As (Draft Angle) [3]...............................................................78 ekil 6.6: Ke radys ve kalp birleme yzeyinin belirlenmesi .........................79 ekil 6.7: Sehim ve rijitlik problemi olan para.....................................................80 ekil 6.8: a) Sehim Problemi b-) Rijitlik Problemi ................................................81 ekil 6.9: Para dizaynnda kkl de i iklik yaparak probleme zm arama .......82 ekil 6.10: Sehim ve rijitlik problemi giderilmi para ............................................82 ekil 6.11: Tam doldurulamam para ...................................................................86 ekil 6.12: Ke detaylar zor doldurulan parka ......................................................87 ekil 6.13: apak sorunu olan para .......................................................................88 ekil 6.14: tici izleri ..............................................................................................89 ekil 6.15: Parada dalga izleri ...............................................................................90 ekil 6.16: Parada kme ......................................................................................91 ekil 6.17: Diesel etkisi ..........................................................................................92 ekil 6.18: Parada oluan gaz kabarcklar.............................................................93 ekil 6.19: Malzeme birle im izleri.........................................................................95 ekil 6.20: arplma sorunu....................................................................................96

ix

SEMBOL L STES

Re : Reynolds Says

Tc : So uma sresi

hmax : Max. Para kalnl

Tx : Para scakl

Tm : Kalp scakl

Ti : Enjeksiyon scakl

: Termal genleme katsays

t1 : Kalp Kapanma Sresi

tinj : Enjeksiyon Sresi

th : Enj. Tutma Sresi

t2 : Kalp Alma Sresi

te : Para karma Sresi

t3 : Kalp Ak Kalma Sresi

P : tici kuvveti (kN)

E : Polimerin elastik modl (N/cm2)

A : Baskyla temas halindeki toplam yzey alan (cm2)

m : Plasti in eli e srtnme katsays

d : Basknn evresine e it dairenin ap (cm)

t : Basknn kalnl (cm)

n : Poisson oran

T : Plasti in erime scakl -kalp scakl

e : Termal genleme(mm)

l : lk uzunluk(mm)

HRC : Rockwell Sertli i

P/L : Kalp ayrlma hatt (birleme izigisi)

x

PLASTK ENJEKS YONDA PROSES VE KALIP KAYNAKLI

SORUNLARIN G DERLMES

ZET

Bu al mada; gnmzde ok nemli bir hale gelen seri retim yntemlerinden plastik enjeksiyonla retim yntemi zerinde al lm olup, proses ve kalp kaynakl sorunlarn zmleri incelenmi tir.

al mann birinci blmnde, genel olarak kalpl n tanm yaplm ve kalpla retim yntemleri incelenmi tir.

Plastik enjeksiyon makinesi ve enjeksiyon prosesi blmnde, plastik enjeksiyon makinesini olu turan niteler (Mengene nitesi, plastikle tirme ve enjeksiyon nitesi, makine gvdesi ve kontrol nitesi) anlatlm tr. Enjeksiyon prosesindeki 4 ana de i ken olan; scaklk, basn, hz ve zaman parametrelerinin retimdeki sras ve enjeksiyon prosesine etkileri zerinde al lm tr.

Plastik enjeksiyon kalplar blmnde, kalb olu turan elemanlar, kalp tipleri, kalplarda kullanlan so utma sistemleri, itici istemleri ve yolluk sistemleri hakknda bilgi verilmi ve ekillerle gsterilmi tir. Yolluk giri yerinin yanl seilmesi sonucu yaplmas gereken ve yaplan de i iklikler anlatlm tr.

Plastik enjeksiyon kalbnda verimlili in nemine de inilmi tir, verimlili e etki eden faktrler ve verimlili in arttrlmas iin yaplmas gerekenler hakknda bilgi verilmi tir ve yaplan bir uygulama anlatlm tr.

Son blmde ise proses ve kalp kaynakl yaanan e itli sorunlar, bu sorunlarn nedenleri ve sorunlarn zlebilmesi iin yaplmas gerekenler anlatlm tr.

xi

REMOVING THE PROBLEMS OF PLASTIC INJECTION PROCESS A ND

PLASTIC INJECTION MOULDS

SUMMARY

In this study, plastic injection production method is described which becomes the most common and important serial production today in industry and problems which are caused by injeciton process and mold construction are examined.

In the first section of the study, general mold definition is done and different types of molds are introduced.

In plastic injection machine and injection process section, clamping unit, plastication and injection unit, machine base and control unit are described. In injection process there are 4 main parameters which are temperature, velocity, pressure and time. Each parameter has much importance in production period.

In plastic injection mold section, molds components, different types of molds, cooling sytems, ejection systems and runner systems are examined and showed with figures.

After that section, one existing problem about runner system is showed and problem solution of runner system is examined with alternative solutions.

In plastic injection mold productivity section, factors which has important effects on productivity is determined. To improve production what can be done is sampled with one application.

In the last section, problems which are caused by injection process and injection molds construction are examined with details. To solve these problems various kinds of solution methods are suggested.

1

1. KALIPILIK ve KALIPLA RET M

Gnmzde seri retim ok nemli bir hale gelmi tir. Tek tek para yaparak rekabet

etme olana artk kalmam , bu nedenle bir ok seri retim metodu geli tirilmi tir.

Bu metotlardan biri ve en nemlisi kalpla retimdir. Tala kaldrmadan kesme,

bkme, ekme, ekillendirme suretiyle sac paralarn yapmnn en ekonomik

yoludur.

Kalp szc nn tanm olduka geni tir. Ancak bizim amzdan kalp; ok sayda

zde olan paray seri olarak retmeye yarayan ara (aparat) demektir. Bir kalbn

tasarlanmas, yapm ve prese ba lanmas ancak bu konuda yetimi elemanlarla

mmkndr. Bu a amadan sonra kalifiye elemana ihtiya yoktur. Bu faktr maliyeti

d ren en nemli nedenlerden biridir.

Bir paray yapacak kalb en uygun ekilde tasarlamak, kalplk teknolojisini iyi

bilmek, bu alanda tecrbeli olmak ve devaml yenilikleri izlemekle mmkndr.

1.1. Kalpl n Tanm

Baz i paralarn detay resmindeki l ve biimlerine gre, srekli ve zde olarak

retmek iin, yaplan aparatlara kalp, yapan elemanlara ise kalp denir.

Serbest dvme ve basma yoluyla imalat gereken para says, belirli bir sayy

getikten sonra bu yntem ekonomik olmaz. Bu nedenle ayn boyut, biim ve

zellikleri gsteren paralarn imalatnda kalp nemli bir takm olmaktadr. Bu

paralarn daha ekonomik olmas seri retim ile mmkn olmaktadr. Kalp ile

retimde belirli bir l taml srekli olarak sa lanabilmekte, ayn zamanda ksa

sreli basit bir i ilikle paralar elde edilmi olmaktadr.

Buradan da anla labilece i gibi kalp, daha kaliteli, daha hzl, daha retken

al mann ana unsurudur. Bu nedenlerden dolay, gnmzde kalplk her blm

ile nem kazanan ve gelien bran durumundadr.

2

Kaliteli ve d k maliyetli retimi, sanayi ynnden d nrsek insan gcnn tesisi

ve malzemeyi ok verimli kullanmak gerekti i sonucuna varlmaktadr. Kalplarla,

ayn ekil, l ve kalitede, saniyelerle llen zaman dilimlerinde, hzl retim

gerekle tirilir. Kalplarla birim zaman ierisinde kaliteli, ne kadar ok para

retilirse para ba na d en maliyet de eri ters orantl olarak azalmaktadr. Burada

nemli olan husus udur; para retimi iin yaplmas gereken kalb, gerek anlamda

bilinli yapmaktr. Bunun iin retilecek parayla, kalp yapmyla ve kalp yapmn

da kullanlan malzemelerle ilgili, teknik temel bilgilere sahip olmak gerekmektedir.

Burada kalp tasarm ve i ilik hususlarnn, kalp maliyetine ve do al olarak

retilecek parann birim maliyetine etkisi snrl olmakta, maliyeti esas belirleyen

ise kalp imalatnda kullanlan malzemenin seimi, kalbn bir paray retmek iin

harcad zaman (evrim sresi) ve bununla ba lantl olarak kalp mrdr.

1.2. Kalplarn Snflandrlmas

ekil 1.1: Kalplarn snflandrlmas

1.2.1. Metal Kalplar

1.2.1.1 Pres Kalplar

Kesme Kalplar

Kesme, pres kalpl nda en ok kullanlan i lemlerden birisidir. Kesme

kalplarnn blmleri, kesmenin tanm ile belirlenir. O halde, levha halindeki metal

KALIP

METAL KALIPLARI HACM KALIPLARI

1. PRES KALIPLARI 2. KALIPLARI

a) KESME KALIPLARI

b) BKME KALIPLARI

c) EKME KALIPLARI

a) DELME KAL.

b) BA LAMA KAL.

c) MONTAJ KAL.

a) PLASTK KAL.

b) DVME KAL.

c) METAL ENJ. KAL.

3

veya metal d yar mamuln bir hat boyunca veya planlanan biimde birbirinden

ayrma i lemine kesme i lemi denir. Kesme iki yntemle ve de i ik tarzda yaplm

dzeneklerle yaplr.

Bunlardan birincisi u kesme yntemidir. Bu yntemde levha halindeki metal veya

metal d yar mamul, ayarlanan boyda ve biimde en az fire verecek ekilde kesilir.

Bu keseme yntemi ile tasarlanan kalplarda, birbirini tamamlayan simetrik

paralarn retilmesinde dilme, ayrma, entik ama veya yarma eklinde uygulanr.

kinci kesme yntemi ise kapal kesme yntemidir. Levha halindeki metal veya metal

d yar mamul zerinde, de i ik biimlerde bo luklar olu turularak retim

sa lanyorsa, bu tr kesme kapal kesme ve klasik yntemle kesme, bu i lemi yerine

getiren dzeneklere ise kapal kesme kalplar denir.

Gerek u kesme yntemi, gerekse kapal kesme yntemine gre retilecek para

malzeme eridine, de i ik konumlarda ka t zerinde yerle tirilerek verim hesab

yaplr. Bylece hangi kesme yntemine gre kalbn yaplaca saptanr.

Bkme Kalplar

Bkme, malzemenin scak veya so uk olarak, tala kaldrmakszn, tarafsz eksenler

etrafnda, kuvvet etkisi ile yzey do rultularnn yn de i tirme i lemi olarak

tanmlanabilir. Bkmeyi, malzemenin elastik deformasyondan, plastik deformasyona

gei i eklinde de ifade edilebilir.

E er zerine etkiyen kuvvete ra men, kuvvet zerinden kalkt halde, malzeme eski

durumuna geliyorsa, malzemede bkme olay meydana gelmiyor demektir. Bu

durum etkiyen kuvvetin yetersizli ini gstermektedir.

Bkme i leminde ama;mekanik konstrksiyonun gerektirdi i ekle uygun para

elde etmektir. Bunun iinde nceden hazrlanm , parann l resmine uygun para

retebilecek kalp yapmn gerekle tirmektir.

Bkme operasyonunda, malzemenin bklen kesitinde gerilmelerden dolay baz

de i imler olu ur. Bklen yarin i yzeyinde, basma nedeniyle y lma, bzlme,

d yzeyinde ise ekilme sonucu alma, uzama meydana gelir. Bu durum bklme

as bydke daha belirgin bir hal alr. Bkme asnn 180 olmas halinde,

malzemenin elastikiyet dayanm snrna ba l olarak, malzemenin bklen i

4

yzeyinde a r y lma ve bzlme, d yzeyinde ise a r alma, atlama hatta

krlmalar meydana gelir.

Bklecek sacn bkme ekseni, hadde eksenine paralel, ba ka bir deyi le, sacn doku

lif istikametinin, hadde yatay eksenine dik olmas gerekmektedir. Bu durum sacn

bklmesinde, bkme radys, hesapta olan en kk de erde de olsa, bklme

ans vardr. Sacn lif hatt ynne dik bkmelerde, bklen yerde gerilmeler

nispeten az olur. E er bkme i lemi, sacn lif hatt yn, bkme eksenine paralel

olacak ekilde yaplacak olursa, malzemedeki gerilmeler, a r derecede byyerek

ortaya kar, hatta malzemede hzl bir ekilde atlamalar ve krlmalar meydana

gelir.

ekme ve Derin ekme Kalplar

Dairesel pullarn veya ok kenarl sac plakalarn, uygun kalplarla tas, kovan, anak

v.b. gibi ekillere sokulmas i lemine ekme denmektedir. ekilecek paray

birden fazla kalpla, ancak istenilen ekil verilebiliyorsa bu i lemede Derin ekme

i lemi denmektedir.

ekme i leminde, teorik olarak sac kalnl nda, incelme olmad kabul edilse de,

pratikte zellikle ekilen parann dibe yakn yan cidarlarnda % 5e yakn bir

oranda, incelme oldu u bilinmektedir.

1.2.2. Hacim Kalplar

1.2.2.1 Plastik Kalplar ve Kalplama Yntemleri

Ham plasti i i leyerek, kullanlabilir bir ekle getirebilmek iin bir ok plastik

kalplama yntemi uygulanr. Bu yntemlerin hepsinde uygulanmas gereken ortak

yntem; ham plasti in belli scaklkta yumu atlmas, belli basn altnda

ekillendirilmesi ve sonuta eklini korumasdr. En yaygn kullanlan kalplama

yntemleri unlardr;

Sk trma Kalplama Yntemi

Aktarma Metodu ile Kalplama

Ekstrzyon Metodu ile Kalplama

Enjeksiyon Metodu ile Kalplama

5

1-Sk trma Kalplama Yntemi

Bu metot, termoset plastiklerin biimlendirilmesinde uygulanan kalplama

usullerinden bir tanesidir. Bu metotta, kalbn bir yars presin alt tablasna; di er

yars st tablasna ba lanr. Toz plastik ham madde, kalplama bo lu una

doldurulur. 120C ile 360 C arasnda, yakla k 2 bar basn altnda, kalp ierisinde

sk trlr. Belli bir sre bekletildikten sonra, i erek, kalbn eklini alm olan

plastik para; kalp alarak alnr; yanlara tam apak fazlalklar, uygun bir tarzda,

parann biimini bozmadan, elle veya bir kalp, bir makine , bir aparat yardmyla

kesilir.

Sk trma kalplama metodunda, kalp, parann ekline ve llerine uygun bir

tarzda yaplmal; kalp yzeyleri, zel usullerle gayet iyi bir ekilde parlatlmaldr.

Kalbn bo lu una konacak ham plastik miktarnn, para a rl nn % 15 ile %25i

kadar fazla olacak ekilde, hazrlanmas gerekir. Plastik hammadde, kalp bo lu una;

toz, tala , boncuk, hamur, v.s. gibi biimlerde konur.

Sk trmal Kalplama 3 ekilde yaplr.

Ta masz (apaksz)

Yar tamal

Ta mal, sk trma kalplama ekilleridir.

2-Aktarma Metodu ile Kalplama Yntemi

Bu tip kalplama, sk trma kalplama metoduna benzer bir kalplamadr. Plastik

hammadde, ykleme silindirinin ierisine konur. Bal kvamnda svlaan plastik

zerine piston ile baslr. Baslan sv plastik, yolluktan da tclara, oradan da

kanallar vastasyla, kalp bo lu una aktarlarak, bo lu u doldurur.

Aktarma metodu ile genelde termoset plastikler kalplanr. Kalp bo lu una aktarlan

plastik maddeye, sertle inceye kadar basn uygulanr.

3-Ekstrzyon Plastik Kalplama Yntemi

Bu metot, yumuatlm plastik maddenin, helezon piston yardmyla, silindirin

ierisine baslarak, yaplan kalplama prensibine dayanr. F krtma kalplama da

denilen bu metot, genellikle retilecek, parann ekline gre drde ayrlr.

Tek yuvarlak delikli, di i kalplar

6

Dar ve uzun kanall di i kalplar

Boru f krtma kalplar

Profil f krtma kalplar

Ekstrzyon kalplama metodu ile alminyum, plastik boru, plastik kapl tel, bir ok

plastik profil retilebilir.

ekil 1.2: Ekstrzyon plastik kalplama yntemi ve elemanlar

4-Enjeksiyon Kalplama Yntemi

Enjeksiyon kalplama metodu, en ok termoplastiklerin ekillendirilmesinde

uygulanan bir metottur. Toz veya kk taneler (granl) halindeki termoplastikler,

huni yardmyla, silindir ierisine gnderilir. Istclar tarafndan stlan silindirin

scakl , plastik malzemenin cinsine gre ayarlanr. Silindirin ierisinde stlan

plastik madde, hidrolik pistonla veya helezon vidal mil yardmyla silindir sonuna

do ru ta nr. Yayc aracl yla hz kazanan erimi plastik, kalp bo lu unu

doldurur. Kalp i bo lu unun eklini alan plastik, so utulur. Kalp alarak plastik

para karlr. Kullanlan enjeksiyon makineleri unlardr:

Pistonlu enjeksiyon makineleri

Vidal enjeksiyon makineleri

Plastik hammaddeyi kontroll bir biimde akcla trp, bnyesindeki kalba basnla

iletilmesini sa layan ve so uduktan sonra karma i lemini gerekle tiren makineye,

enjeksiyon makinesi ad verilmektedir. Enjeksiyon makinesini, enjeksiyon kalb,

Basn Valfi

Kalp

Parlak yzey iin rulolar

Ekstruder

nce Plakalar iin kurutucu

Stoklayc

Sabitleyici

Ynlendirici silindirler

Kaln plakalar iin sistem

Plaka kesme nitesi

Konveyr Szge

Ynlendirici silindirler

7

enjeksiyon nitesi, kapama nitesi ve kontrol nitesi olu turur. Parann kalitesi, bu

rnlerin i leyi leri arasndaki etkile ime ba ldr. [3]

Enjeksiyon kalplamada kullanlan cihazlar; kk kapasiteli ve basit paralarn

kalplanmasnda pistonlu enjeksiyon makineleri, daha kaliteli ve fazla sayda

paralarn kalplanmasnda vidal enjeksiyon makineleri olmak zere iki ana grupta

imal edilirler. [1]

1-Pistonlu Enjeksiyon Makineleri

Pistonlu makineler malzemenin homojen stlmamas sebebiyle birka gram

a rl ndaki ok kk para retimi d nda gnmzde pek kullanlmamaktadr.

Pistonlu makine kullanlmas halinde silindirde yakla k 10 dozajlk malzeme

bulunur ve bu malzeme stlarak eritilir. ekil 1.2de pistonlu enjeksiyon

makinesinin basit bir ekli gsterilmi tir.

ekil 1.3: Pistonlu enjeksiyon makinesi [1]

Pistonlu enjeksiyon makinesi ile yaplan i lemler yle zetlenebilir:

a-)

b-)

c-)

8

lk olarak kalp kapatlr memeye yakla trlr (ayn anda erimi malzeme sk trlr)

( ekil 1.2-a). Daha sonra kalba malzeme enjeksiyonu gerekle tirilir (ayn anda

sonraki dolgu iin zel dolgu ayar yaplr) ( ekil 1.2-b). En son olarak da piston geri

ekilir, dozaj ayarl granller silindire alnr, yolluk memeden koparlr, kalp alr

ve para kalptan itilir ( ekil 1.2-c). [1]

2-Vidal Enjeksiyon Makineleri

En ok kullanlan tip, vidal enjeksiyon makineleridir. Bu tip presler 4 ana ksmdan

oluur:

Ama-kapama nitesi

Kalp

Enjeksiyon nitesi

Kontrol nitesi

ekil 1.4: Vidal enjeksiyon makinesi elemanlar [1]

Huni biimindeki depoya, granl halindeki plastik hammadde konur. Huninin alt

ksmndan, vidal mil zerine inen plastik granller, helezonik vidal milin dn

hareketi ile enjeksiyon memesine do ru srklenir. Vidal mil silindirinin d nda,

epeevre bulunan stclar, srklenen plastik hammaddeyi istenilen scakl a

getirir. Scaklk, plastik maddeyi eriterek, bal kvamnda akkan durumuna sokar.

Bal kvamndaki plastik hammadde, enjeksiyon memesinden geerek kapal kalp

ierisindeki bo lu a enjekte edilir. Para kalptan so utularak alnr.

Istma Bantlar Vida

Hidrolik motor ve di li kutusu

Huni

Silindir

Sabit Kapama Plakas

Kalp Bo lu u

Hareketli Kapama Plakas Sabit

Plaka

Kontrol nitesi

Ama-Kapama Kalp Enjeksiyon nitesi

9

2. PLAST K ENJEKS YON MAK NES VE ENJEKS YON PROSES

2.1. Plastik Enjeksiyon Makinesini Olu turan niteler

ekil 2.1: Plastik enjeksiyon niteleri [13]

2.1.1. Mengene kapama nitesi

Mengene kapama nitesinin grevi, kalb kapamak ve amak, kalbn yksek

basnta kapal kalmasn sa layarak kalp ayrlma hattnda apak olumasna izin

vermemektir.

3 Tip Kapama (Kilitleme) Sistemi vardr;

Hidrolik Kapama (Kilitleme) Sistemi

Hidro-Mekanik Kapama (Kilitleme) Sistemi

Mekanik Kapama

Kontrol nitesi

Makine Gvdesi

Mengene / Kapama nitesi Plastikle tirme ve Enjeksiyon nitesi

10

2.1.1.1 Hidrolik Kapama (Kilitleme) Sistemi

Hidrolik kuvvet uygulamas ile al r. Hidrolik piston makinenin hareketli

tarafndadr. Plakann ileri hareketi ve uygulanan kuvvet, kapama (kilitleme)

silindirindeki svya uygulanan yk basncyla kontrol edilir. Plakann hareket hz

genellikle, svnn giri ve k hzlarnn oranyla kontrol edilir.

ekil 2.2: Hidrolik kapama

2.1.1.2 Hidro-Mekanik Kapama (Kilitleme) Sistemi

Hidrolik hareketlendirici, silindir kelebek sistemini ve ba lantlarnn hareketini

kontrol eder, bu ekilde hareketli plakann alp kapanmasn sa lar. Kilitleme

kuvveti, mekanik olarak kelebek sisteminin almasyla sa lanr. Dizayndaki

ba lantlar sebebiyle mekanik olarak avantaj sa lanr. Bu da hidrolik olarak

uygulanan kuvvetin 1\20sinin katlanmasyla olur. Kilitleme gc kilitleme

yksekli inin ayaryla yaplabilir. Bu da kilitleme vidasndaki ba lantlarnn ileri

geri evrilmesiyle sa lanr. Kilitleme tonaj, kolonlardaki uzamalardan hesaplanr.

Hidrolik ak kan Yksek hz silindiri

Hidrolik tank

Ama-kapama silindiri

Ana silindir Valf

Makine Kolonu

11

ekil 2.3: Hidro-Mekanik Kapama (Kilitleme) Sistemi

2.1.2. Plastikle tirme ve Enjeksiyon nitesi

ekil 2.4: Plastikle tirme ve enjeksiyon nitesi [13]

Huni, vida , ocak, stclar(rezistanslar), ekvalf, yolluk memesinden oluur.Huniden

gelen polimeri ocakta sclar yardmyla eriterek, eriyik polimeri vida gvdesi (ocak,

silindir gvdesi) iinde toplar. Hidrolik basnc ile vida dner ve vidann dnmesiyle

vida helezonlarndan eriyik polimer ileri do ru itilir. Vidann zerinde bulunan

helezonlarn alar ve vida eli i ok nemlidir. Eriyik vidada ilerken,

helezonlardaki adan ve plasti in vida eli ine srtnmesinden kaynaklanan snma

Hidrolik Silindir

Hareketli Plaka

Kalp

Destek Plakas

Mekanizma Kolon Sabit Plaka

Hidrolik

Huni

Vida ekvalf

Meme Ucu

Meme Bo lu u Ocak

Istclar

12

da gz nnde bulundurulmaldr. Vidalarn yapmcs tarafndan belirlenen mrleri

vardr ve mr bitti inde de i tirilmesi gerekir. Helezonlar zamanla a narak

zelliklerini yitirirler, iyi al yo gibi gzkse de vidadan kalba verilebilecek eriyik

kapasitesi azalr. leri itilen eriyik polimer kalp bo lu una enjekte edilir. So uma

boyunca tutma basncn sa lanr ve meme ucunun geriye kamas nlenir.

2.1.3. Kontrol nitesi

ekil 2.5: Kontrol nitesi[13]

Enjeksiyon tezgahnn ve enjeksiyon prosesinin tm parametrelerini ayarlar.

4 ana enjeksiyon parametresi grubunun (Scaklklar, Basnlar, Hzlar ve Zamanlar)

do rudan ya da dolayl olarak kontrol edildi i 15-30 adet parametre de eri bulunur.

2.1.4. Makine Gvdesi

Yukarda anlatlan, plastikle tirme ve enjeksiyon nitesini, mengene nitesini,

kontrol nitesini ve enjkesiyon kalbn ta yan ana iskelettir. Ana gvde, makine

al rken oluacak darbe ve titre imleri nitelere aktarmayacak ekilde dayankl

yaplmaldr.

2.2. Plastik Enjeksiyon Prosesinde Ana De ikenler

Plastik enjeksiyon prosesinde drt ana de iken vardr.

13

2.2.1. Scaklklar

2.2.1.1 Enjeksiyon Malzemesinin scakl :

Malzemenin scakl malzemenin cinsine uygun ve uniform olmaldr. Meme

ucundaki malzemenin scakl mutlaka bilinmelidir. Malzeme scakl , kar m

tedarikileri tarafndan verilen scaklk aral nn tam ortasnda olmaldr. Eriyik

scakl n renmenin en iyi yolu ise direkt olarak lmektir. Bu lm yapmak

iin iki yntem vardr.

lme Yntemleri:

Daldrma (ubuk pirometre) (30-30-30 yntemi)

Infra red pirometresi

Daldrma (ubuk) pirometreler ekirdek scakl n, infra-red pirometreleri ise yzey

scakl n lerler.

2.2.1.2 Kalp Scakl

Enjeksiyonda temel prensip, scak plasti i kalp iine gnderip kalp bo lu unun

eklini alarak bu ekilde kalarak so uyup sertle mesidir. Kalp scakl , bask

sresini ve para kalitesini etkiledi inden nemlidir. Scak kalpta plastik ok kolay

akmasna ra men, basknn so uyup d ar atlma sresi uzayacaktr. Buna kar lk,

so uk kalpta erimi plasti in so umas abuk olur fakat kalp bo lu undaki

ak kanl d ece inden kalb tam doldurmadan so uyup sertle ir. Bu iki durum

arasnda en iyi koullar yakalamak iin; kullanlacak plasti in tipine ve e idine,

plasti in akma uzunlu una, plastik parann et kalnl na, kullanlacak yolluk

e idine ve yolluk uzunluklarna ve istenilen parann kalitesine dikkat etmek

gerekmektedir.

Kalp dolma esnasnda en scak erimi plastik, kalba giri inde ve en so uk plastik

yolluk giri inden en uzak noktadr. Kalbn scakl iyi ayarlanamazsa bu scaklk

fark plastik parada istenmeyen gerilmelerin, zayf noktalarn ve malzeme birle im

izlerinin olumasna sebep olur. Bunlar nlemek iin baskda e it scaklk da lm

sa lamak gerekmektedir. Bu da kalpta tasarlanacak en uygun so utma sistemleri ile

gerekle tirilebilir. Kalbn scak blgelerine so uk su, so uk blgelerine scak su

giri i sa layarak bu mmkndr.

Yava akan suyun laminar bir aka sahip oldu u kabul edilir.

14

Trbilansl ak , kalp so utma evriminin ve so utmann en iyi yoludur.

Re 10000 trbilansl ak olarak ifade edilir.

Kalp scakl da ideal olarak enjeksiyon malzeme scakl gibi plastik reticileri

tarafndan verilen scaklktr.

2.2.2. Basnlar

Plastik malzeme kalp bo lu una belirli bir basnta enjekte edilir. Bu basnla

plastik malzemenin kalp bo lu unun eklini almas sa lanr. Basn kaldrld nda

plastik hala ak kandr ve bir nceki geometrisine dnmek ister.

Plasti in ok kolay esneyebilme ve uzayabilme kabiliyetinden dolay kalp

bo lu una a r basn uygulamalyz ki malzeme scakl d t nde ve parann

so umasndan dolay pres k nda bo luklar olumasn.

Kalp plastikle doldu u zaman bu seferde iindeki havay d ar atmak ister. Kalp

ald nda ise yapmamz gereken iki ey vardr.

Parann kalbn sabit tarafna (enjeksiyon tarafna) yap masn engellemek

tici sistemi tarafndan itilen paray ayrmak

Baz kalplar, kalplarn makinelere adapte olamad n ne srerler. Yani ayn

kalp ve plastik artlar sa land nda, farkl makinelere ba land nda ayn

performans elde edilemeyece i sylenmektedir. Bu bir anlamda samadr. Malzeme

i lem grd makinenin kimli ini okuyamaz. Yani e er artlar ayn ise sonuta

ayn olmaldr. Bununla beraber baz farkllklar vardr.

Yaplan ilk hata hidrolik pres ba nda, basnc okuyan operatr tarafndan, plasti in

zerindeki basn yznden hata oldu u d nlr. Hidrolik pres i i, kuvvet

katlayc denen bir prensiple al r. Plastik i inde bu 8:1 ve 12:1 oranndadr.

Bununla beraber, bir ok istisna vardr. ok aktr ki e er bir pres 8:1 orannda

al yorsa plasti in 1000 kglk bir basnc 8000 kglk bir basnca e de erdir. Ayn

makinede kullanlan 12:1lik oran 12000 kglk bir basn olu turacaktr.

Basntaki bu fark makinede fla a sebebiyet verir (makinenin fla yapmas ile

kastedilen, presin nn yanp snerek bir hata oldu unu ikaz etmesi). Bu basn

15

oranlarna gre her makine kendi kuvvet katlaycsna gre snflandrlmal ve buna

gre bir tablo yaparak makinenin bu verilere gre ayarlanmas gerekmektedir.

Birok makine bilgisayar kontrolldr ve bilgi i lemcisi saniyenin 1000de bir

aral nda okuma yapmaktadr. Bununla beraber makine imalatlar saniyenin

sadece 10da birinde devreye girebilen valf sistemleri kullanmaktadrlar. Aradaki bu

hassasiyet fark tabii ki makinenn yava lamasna ve problem karmasna sebep

olmaktadr. Bu tip makinelarn valfleri de ona gre seilmelidir. Bylece kontrolde

ilerleme yaplm olacaktr.

Parmak kuralna gre, basn malzemenin zerine ayn uygulanlrsa, kalpta ayn

byklkler elde edilir ve buna ba l olarak da parada ayn ller elde edilir.

2.2.2.1 Enjeksiyon Basnc

Kalp gzn doldurmak ve paray tlemek (Kalbn tam olarak dolmas,

ince detaylarn da olumas sa lanr.) iin uygulanr.

2.2.2.2 Tutma Basnc

Plastik malzemedeki ekmeleri kar lamak ve eksiksiz olarak eklini almas iin

uygulanmaktadr.

2.2.2.3 Geri Basn

Vida geri hareketine diren olarak tanmlanmaktadr ve malzemenin srtnme ile

stlmasna yardmc olmaktadr.

2.2.3. Zamanlar

Bir evrimin ba ndan sonuna kadar tamamlanld aral a evrim zaman denir.

Malzeme eriyik halinde iken kalbn iini ok iyi doldurmas istenir. Malzeme

so umaya ba lad nda, yeteri kadar kat hale gelir ve bundan sonraki para iin

enjeksiyon makinesi hazrlanmaya ba lar. Malzemenin basite so umas nemli

de ildir. Asl nemli olan nasl so udu udur. Burada anlatlmak istenileni bir

de imle anlatmak istersek Plastik kat hale gelmeden nce biraz kestirmesi gerekir.

Yani hemen so utmakta plastik asndan optimal bir durum de ildir.

D k evrim sreleri iin minimum zamanlar kullanlmaldr.

16

2.2.3.1 Doldurma sresi

Sadece kalp gznn doldurulmas iin geen sredir.

2.2.3.2 tleme sresi

Sadece kalp gzndeki malzemenin sk trlmas iin gerekli sredir.

2.2.3.3 Tutma sresi

ekmeyi azaltmak iin para kalp iinde basn (Tutma Basnc) altnda bekletilir.

Para ektike ieriye yeni eriyik dolmas sa lanr. Tutma aamas yolluk giri inin

donmasna kadar devam eder.

Daima ayn tutma srelerinde al arak ayn a rlklardaki paralar elde edilebilir.

2.2.3.4 So utma Sresi

Parann kalbn iinde yeterli rijitli e ve so uklu a sahip oluncaya kadar geen

sredir. Aa da so uma sresine referans olmas asndan bir hesaplama yntemi

gsterilmi tir.

( )snTT

TThT

mx

miec )(

)(4log

2

2max

-

-=

pap (2.1)

2.2.3.5 Kalp Ak Kalma Sresi

Minimum olmaldr ve de imemelidir. Kalp ak kalma sresi, kalbn almas,

iticilerin vurmas ile parann karlmas ve kalbn kapatlma sresinden oluur.

ekil 2.6: evrim sresi

Toplam evrim sresi

ZAMAN

ZAMAN te t 2

t 3 t c th t injt 1

KALIP AIK

KALIP KAPALI

T KALIP(C)

17

2.2.4. Hzlar

Kalp gzn doldurma hzna enjeksiyon hz denir. Yksek enjeksiyon hz kalp

gznn d k viskozite ve iyi eritilmi malzeme ile doldurulmasn sa lar.

Kk yolluk giri leri ile , yksek enjeksiyon hz ile para da mekanik ve kozmetik

hatalar oluabilir

2.2.5. Drt De ikenin kullanm sras

Genellikle hzn birincil derecede de i ken oldu unu bulacaksnz. Doldurma hz

direkt olarak ergiyin viskozitesine ba ldr. Bu da istenilen doldurma basncna

ba ldr. Hzdaki ufak de i iklikler makinenin kalp bo lu unu doldurma kabiliyetini

dramatik bir ekilde etkiler. Malzemenin viskozitesi bu hza ba ldr; byk bir

ihtimalle en kritik ve de i tirilmesi di erlerine etkisi en az olan de i kendir.

Basn kullanlmas gereken ikinci de i kendir. Prosesin genelinde yapaca az bir

etkiyle ok ksa bir zaman periyodu iinde adapte edilebilir.

Zaman sradaki kullanlmas gereken de ikendir. evrim zamanndaki de i iklik

malzemenin ergime scakl na hemen yansr. Scaklkta yaplan de i iklikler,

kolayca viskoziteyi de i tirir. Buda basnc ve hza etki eder.

Is ayarlanmas gereken en zor de i kendir. nk plasti e s vermek kolaydr ama

ayn zamanda ondan sy almak ok zordur.

Tablo 2.1: ok kullanlan plastik hammaddeler iin uygun enjeksiyon parametreleri [4]

Termal yaylma katsays (mm2/s)

Enjeksiyon scakl (oC)

Kalp scakl (oC)

Para scakl (oC)

Enjeksiyon basnc (bar)

PE 0.11 232 27 52 965 PS 0.09 218 27 77 965 ABS 0.13 260 55 80 1000 ACETAL 0.09 216 93 129 1172 PA 0.1 291 91 129 1103 PC 0.13 302 91 127 1172 PP 0.08 218 38 88 965

18

2.3. Plastik Enjeksiyon evrimi

Bu blmde plastik enjeksiyon evriminin 7 admn inceleyece iz.

Plastikle tirme

Kalbn Kapatlmas

Kalbn Doldurulmas

tleme

Tutma

So utma

Kalptan karma

2.3.1. Plastikle tirme

Plastik hammaddenin eritilmesi, kalba enjekte edilmeye hazr hale getirilmesi

lk Adm, vida dner, huniden oca a granl hammadde alnr.

kinci Adm, stclar ve vida srtnmesi ile hammadde eritilir.

nc Adm, eriyen plastik nde vida bo lu una ula r.Vida bo lu unda

biriken plastik viday geriye do ru iter.Vidann geri gitmesine Geri Basn kar

koyar.

2.3.2. Kalbn Kapatlmas

Makinenin mengene nitesi kalbn iki parasn birbiri zerine kapatr ve yksek

basn uygular. ki kalp plakas (erkek kalp ve di i kalp) arasnda kalan kalp

bo lu unun olu masn sa lar ve uygulanan yksek basn ve hzlara kar kalbn

almasn engeller.

2.3.3. Kalbn Doldurulmas

Kalp doldurma aamasnda vida hz parametresi kontrol edilir. Dolma srasnda

plastik malzemenin scakl d er, viskozite artar ve enjeksiyon basnc artar.

lk Adm, vida hidrolik piston tarafndan ileri itilir.

kinci Adm, eriyik plastik kalp bo lu una dolar.

19

nc Adm, kalp gzn doldurmak iin gerekli olan basn, en jeksiyon

basnc ve kalp gz i basnc artar.

2.3.4. tleme

Basn ykseltilir. Kalbn tam olarak dolmas, ince detaylarn da olumas sa lanr.

2.3.5. Tutma

ekmeyi azaltmak iin para kalp iinde basn (Tutma Basnc) altnda bekletilir.

Para ektike ieriye yeni eriyik dolmas sa lanr. Tutma aamas yolluk giri inin

donmasna kadar devam eder.

2.3.6. So utma

Yolluk donduktan sonra para kalp iinde so ur ve eker. Parann so utulmas

Vicat Yumuama Scakl na ula ncaya kadar devam eder.

2.3.7. Kalptan karma

Para itici sistemi yardm ile kalptan karlr.

2.4. Enjeksiyon Testi Nasl Yaplr?

Test edilen kalptan ileride tutarl paralar isteniyor ise, test srasndaki btn

de i kenleri, parametreleri ve kalpla ilgili tm bilgileri kayt etmek

Kalbn st tarafna gre su ba lantlarnn emasn izometrik olarak

resimlemek ileriki uygulamalarda farkl ba lantlar ile kalpta farkl so utma

ve hatal para olasl n ortadan kaldracaktr.

Enjeksiyondan nce su evrimlerinin ve kalp eliklerinin scaklklar kontrol

ve kayt edilmelidir.

Enjeksiyona ba lamadan nce eriyik polimerin enjeksiyon makine memesi

ucundaki scakl ayr bir termokupl ile srekli kontrol edilmelidir. Eriyik

scakl malzeme katalo unda belirtilen scaklk aral nn orta de erinde

iken enjeksiyona ba lanlmaldr.

Katalogda verilen scaklk ve nem oranlarna gre polimere iyi bir kurutma

uyguland kontrol edilmelidir.

20

Presin vida boyu/ap (8/1 veya 12/1) katsays dikkate alnarak enjeksiyon

basnlarnn gerek de erleri kayt edilmelidir.

Doldurma,tleme ve so utma zamanlar makine ayarlardr ve

do rulu undan emin olunmaldr. Doldurma zaman enjeksiyon hz ile

do rulanmal, tleme sresi tespit edilecek yolluk giri i donma sresinin bir

miktar stnde olmal, minimum so utma sresi de parann boyutlar ve

stabilitesine gre saptanmaldr.

Geri Basn s kayna dr. Makineden makineye stma etkisi farkl olabilir.

Makine de i tirildi inde, geri basn ile elde edilen eriyik scakl da tekrar

kontrol edilmelidir.

Kalbn ak kalma sresi so utma dengesini etkileyece inden sa lkl ve

tutarl basklar iin hep sabit tutulmaldr.

Kalb devreye alrken daima polimer reticisi firmann enjeksiyon

parametreleri iin nerdi i al ma aralklarnn orta de erlerini kullanmak

gerekir.

Kalp tasarmnn gerektirdi i ideal al ma artlarnn (Do ru su ba lantlar,

Istc ba lantlar, Scaklk okuma de erleri, polimerin kurutulmas,temiz gaz

kanallar) tam ve do ru olarak sa land ndan emin olunmaldr.

Yolluk giri lerinin donma sresi do ru olarak tespit edilmelidir.

ok gzl kalplarda, gzler arasndaki doldurma dengesinin %15 den daha

az oldu u kontrol edilmelidir. Doldurma dengesizli i %15 den byk ise

yolluk giri leri kontrol edilmelidir.

Kalp su giri k lar arasndaki scaklk fark 3 0C nin zerinde ise kalbn

so utma sisteminde problem var demektir, kontrol edilmelidir.

Paradaki kritik ller ikinci ekme gsteren PP, PE gibi kristalin

malzemelerde 48 saat sonra tekrar kontrol edilmelidir.

Enjeksiyon testi srasnda, test parametrelerinde mmkn oldu u kadar fazla

de i iklik yaparak, kalbn almasn ve para kalitesini kontrol eden

de i kenleri saptamak gerekir.

21

zellikle basn ve scaklk iin sabit ayar de erleri yerine aralklar

saptamak, ba ka bir deyi le kalbn alma pencerelerini saptamak kalbn

seri retiminde rahatlk sa layacaktr.

22

3. PLASTIK ENJEKSIYON KALIPLARI

Eriyik plastik hammaddeye parann eklini verdikten sonra katla tran bir

takmdr. Genel hatlaryla plastik enjeksiyon kalbn olu turan paralar aa da

gsterilmi tir. Bu paralara ek olarak para tasarmna ve iste e ba l olarak yolluk

sistemini olu turan manifolt plakas, maalar vs. bir kalpta bulunabilen di er

paralardr.

Para geometrisini olu turan kalp bo lu udur; bu bo luk da iki temel paradan

oluur; Erkek (Core) ve Di i (Cavity).

Enjeksiyon tezgahndan kalp bo lu una eriyik plasti i getiren bir yolluk sistemi

mevcuttur.

Paray hzl ve dengeli katla tran, sa lkl bir s transferi gerekle tiren bir

so utma sistemi gereklidir.

Parann kalptan ayrlmasn sa layan bir itici sistemi vardr.

Kalp al ma ynnden farkl ynlerdeki geometrik detaylar (ters alar) iin maa

sistemi kullanlr.

23

3.1. Kalp terminolojisi

ekil 3.1: Enjeksiyon kalb

3.1.1. Kalp Bo lu u (Gz)

Kalp bo lu u, kalbn iinde erimi plasti in gnderildi i ve so utuldu u ksmdr.

Kalpta 1 adet bo luk var ise buna Tek Gzl, birden fazla bo luk varsa ok Gzl

kalp denir. Kalp boyutu genellikle iindeki bo luk (gz) says ile ifade edilir. Kalp

bo lu u, kalbn kapanmas esnasnda kalbn erkek ve di i ksmnn olu turdu u

bo luktur. [6]

3.1.2. Erkek Kalp

Kalbn erkek ksm, kalbn i ksmn olu turur. Bu ekilde kalp bo lu unun

olumasn da sa lar. Erkek kalba hareketli plaka da denilmektedir.Erimi polimerin

so umas srasnda , ekme karakteristi inden dolay so uyan bask, kalbn erkek

ksm zerine ekilir, kalbn di i ksmndan ayrlr. Bu ekme karakteristikleri

kalbn iinden parann atlmas iin iticilerin, erkek ksmda yerle tirilmesine sebep

olur. tici sistemi makinenin hareketli plakasnn arkasna yerle tirildi i iin

genellikle kalbn erkek ksm makinenin hareketli plakasnn oldu u tarafa monte

edilir. [6]

Di i Kalp

Erkek Kalp

Para

24

3.1.3. Di i Kalp

Basknn d yzeyini bilirler. Erkek ksm gibi, tek plaka zerine yerle tirilir.

Yerle tirildi i plakaya da kalbn di i plakas (sabit plakas) denir. Kalbn di i

plakas, genellikle makinenin hareketsiz plakas zerine monte edilir. Kalp besleme

sistemi (yolluk sistemi) genellikle kalbn di i ksmnn zerine yerle tirilir. nk

makinenin enjeksiyon nitesi bu taraftadr. Kalp tasarmclar itici sistemini erkek

kalba, besleme sistemini de di i kalp tarafna koyarlar. [6]

3.1.4. Yolluk sistemi

Blm 3.4. ve Blm 3.5de yolluk sistemi ayrntl olarak anlatlm tr.

3.1.5. So utma Sistemi

Kalbn al mas srasnda kalp erimi plasti in scakl yla bir sre sonra snmaya

ba lar. Kalbn snmas kalbn al ma performansn, evrim sresini ve para

kalitesini etkiler. Seri retimde ayn kalitede rn elde edebilmek iin ayn kalpta

sabit de erlerle (sabit kalp scakl , sabit eriyik scakl , basn, hz) al lmas

gerekmektedir. Bunun iin kalbn srekli sabit scaklkta kalabilmesi iin kalp

ekirde ine ve hamiline alacak olan so utma kanallar ile so utulmas

gerekmektedir. [6]

Ayrca kalbn dolma esnasnda en scak erimi plastik, kalp giri inde ve en so uk

erimi plastik, yolluk giri inden en uzak noktadadr. So utma suyunun scakl , bu

kanallardan getike artar, bundan dolay baskda e it so uma sa lamak iin, kalbn

scak blgelerine so uk sv, parann so uk blgelerine scak sv giri i sa lamak

gerekir.

So utma kanallarnn para ve kalp yzeyine olan mesafesi ve so utma kanallar

arasndaki mesafe hesab;

25

ekil 3.2: Uygun so utma kanallar ve para arasndaki mesafeler[5]

ekil 3.3: So utma kanallarnn para k e detaylarna yakla trlmas ile scak

blgelerin so utulmas[5]

para

B=3D maksimum C=2.5D D =4.5mm-7.5mm e er t 1.5 mm D =7.5mm-10.5mm e er t 3 mm D =10.5mm-15mm e er t 6 mm

So utma kanal

Geni scak blge

So utma kanal

Dar scak blge

26

ekil 3.4: Para k e detaylarnn iyi so utulmas ile deformasyonlarn engellenmesi [5]

Yukardaki ekilden de grlece i zere k eli paralarda, k elere mmkn

oldu unda su kanallar koyulmal ve bu so utma kanallar da kelere yakn

olmaldr. Aksi takdirde geni scak blgeler oluacak, bu scak blgeler de so uma

esnasnda parada ekil de i tirmesine ve arplmalara neden olacaktr. Ayrca

so utulmayan para kelerinde kullanlacak iticiler de parann deforme olmasna

neden olacaktr. Burada nerilen so utma kanallarnn mmkn oldu unca detaya

yakn olmas, iticilerin parann iine de il de kalp birle im yzeylerine (blok veya

syrc itici) konularak parann kalptan uzakla trlmas sa lanmaldr.

So utma yok

tici blo u

So utma kanal

tici

tici deformasyonu

Uzun evrim sresi Ksa evrim sresi

27

ekil 3.5: a-)Paralel su ba lants b-)Seri su ba lants c-) Seri ve paralel su[5]

3.1.6. tici sistemi

Kalp bo lu unu dolduran plasti in kalp iinde so uduktan sonra kalptan

ayrlabilmesi iin iticiler ve bu iticileri harekete geiren itici bloklar

kullanlmaktadr. Bu itici blo unu da harekete geiren enjeksiyon makinesindeki itici

barlardr (pimleridir). Bu itici barlar kalbn en d plakasna alan pim

deliklerinden geerek itici blo una temas ile plakann ve dolays ile iticilerin

hareketini sa lar. Kalptaki itici blo unun dengeli olmas gerekmektedir. Paralarn

kalptan dzgn biimde kmas iin bu arttr. Sadece itici blo unun dengeli olmas

yeterli de ildir, itici blo una ba l iticilerin boylarnn da e it olmas gerekmektedir.

A a da baz itici tipleri tantlmaktadr.

a-)Paralel Ba lant

c-)Seri ve Paralel Ba lant

b-)Seri ba lant

28

ekil 3.6: tici plakas, iticiler ve erkek plakann birlikte resmi

3.1.6.1 Pim ve Bak ticiler

tici pimler en ucuz iti sistemleridir, ufak kesitlerinden dolay yksek miktarda itici

kuvveti baskda bir noktaya uygulanr. Bu yksek kuvvet, ince duvarl veya krlgan

malzemelerin kullanld paralarda bozulma veya krlmalara neden olabilir. Bak

iticiler ise yine itici sistemleri arasnda ucuz saylabilir fakat pim iticilere gre daha

maliyetlidir.

ekil 3.7: Pim ve bak itici kullanlarak parann kalptan ayrlmas [5]

Pim itici Bak itici

29

3.1.6.2 Blok iticiler

Basit bir ekilde blok iticiler, pim ve bak iticilerin kullanld yere gre daha geni

yzeylerin ve kalptan kmas zor olacak derin duvarlarn oldu u blgelerde

kullanlr. Derin duvarlarn oldu u blgelerde para kalba tutunmaya alaca ndan

pim ve bak iticilerin temas ettikleri yzeyler kk oldu undan, paray karrken

zarar verebilirler.Blok itici yerine aralklar az olan bak iticilerin kullanlmas akla

gelebilir, fakat btn bak iticiler iin kalp hamilinde alacak bo luklar hamili ok

zayflatacaktr, bu da kalbn uzun mrl olmasn engelleyecektir.

3.1.6.3 Syrc Plakal tici

Syrc plakal itici sistemi paray epeevre sarar. Kalp birle im izgisi bu

plakann zerinde olu turulur, bu sayede pim ve bak iticilerde oldu u gibi para

zerinde itici izi grlmez. Parann daha dengeli biimde kalptan ayrlmasn

sa lar. Syrc plakalar byk boyutlu olduklarndan itici plakasna sa lam bir

biimde ba lanmaldr. Bu plakaya ba lanan syrcnn dengeli olmamas

durumunda syrc plaka salnm yapaca ndan ba lant yuvalarn ve paray

deforme eder, iki plaka arasnda ba lanty sa layan pimlerin en iyi ekilde

yataklanmas gerekmektedir.

ekil 3.8: Syrc plaka kullanlarak parann kalptan ayrlmas [5]

Syrc Plaka

30

3.1.6.4 Al Pim itici

Al pim itici sistemi para geometrisine gre pim iticilerin ularna (para ile temas

eden blgenin) ekil verilmesiyle olu turulur ve paraya zarar vermemek iin

kullanlr. EKL 3.9da da grlece i zere para zerindeki baz geometriler itici

zerine i lenebilir ve parann eklinin olu masna fayda sa larlar.

ekil 3.9: Al pim itici kullanlarak parann kalptan ayrlmas[5]

3.1.6.5 tici kuvvetinin hesab

(3.1)

td =Polimerin genleme katsaysd T [6] (3.2)

Tablo 3.1: ok kullanlan plastiklerin eli e srtnme katsaylar(m) [6]

m ABS 0.24 ASETAL (POM) 0.13 PA 0.2 PC 0.25 PVC 0.22 SAN 0.29 PS 0.3

-

=

nt

dt

dd

mAEp t

42

d

31

3.2. Enjeksiyon Kalp Elemanlar

Silindir iindeki plastik malzemenin erimesine ve enjeksiyona hazr hale gelmesine,

plastikle me denir. Enjeksiyon kalb, enjeksiyon basncna kar koyabilmek iin

skca kapanp kilitlendikten sonra, plastiklemi malzeme, kalp bo lu una do ru

basnla sk trlr. Di i ve erkek kalp arasnda kalan ve malzemenin istenen ekli

ald ksma, kalp bo lu u denir. Kalp ald nda, di i ve erkek kalplarn birle me

yzeylerini olu turan d hat, kalp ayrm izgisidir. Genel olarak bir enjeksiyon

kalbnn elemanlar ekil 3.9de gsterilmi tir.

ekil 3.10: Enjeksiyon kalp elemanlar

3.2.1. Di i Kalp Elemanlar

3.2.1.1 Di i ekirdek

Para geometrisinin i lendi i, genelde yolluk giri inin bulundu u kalbn en parlak

eli idir.

3.2.1.2 Di i Hamil

Di i ekirde in etrafndaki ana ta yc eliktir.

Di i ekirde in ve di i hamilinin iki ayr elikten i lenmesinin avantajlar:

2.1.1.Di i ekirdek

2.1.2. Di i Hamil

2.2.2.Erkek Hamil

2.1.3.Merkezleme Flan

2.2.1.Erkek ekirdek

2.2.7.Pareleller

2.1.5. Di i Ba lant Plakas

2.1.7. So utma kanallar

2.1.8. Merkezleme Milleri

2.1.4.Yolluk Burcu

Yolluk

Kalp ayrm (P/L)

2.2.3.Destek Plakas

2.2.4.tici

2.2.5.tici Plakas

2.2.6.tici Destek Plakas

2.2.8.Destek Stunu

2.2.9.Yolluk ekici

2.2.10.tici Yataklama Mili

2.2.12.--Geri Dndrc

2.2.11.tici Yataklama Mil Burcu

2.2.13.Merkezleme Mil Burcu

2.2.14. Erkek Ba lant Plakas

2.2.15. O-Ring

2.2.16. a rtc

2.2.17.Tka

Para

2.1. 6. zolasyon

2.1.D KALIP

2.2.ERKEK KALIP

32

Byk boyutlu kalplarda hamil ucuz, ekirdek kaliteli elikten i lenebilir.

Byk tek elik i lemektense iki ayr eli i i lemek zaman kazandrr.

3.2.1.3 Merkezleme Flan

Kalb enjeksiyon makinesi plakasna merkezler.Merkezleme flan aplar her

makine iin ayn de ildir. Bu yzden kalbn, farkl tonajl veya retici farkl olan

makinelere ba lanma olasl varsa i ie halka eklinde yaplmal ve makine

standartlarna gre ayarlanabilir olmaldr.

3.2.1.4 Yolluk Burcu

Enejksiyon makinesnn vidasndan kalp ayrlma hattna (P/L) malzemeyi getirir.

Neden ayr para olarak kullanlr?

leme kolayl

Parlatma gereksinimi

Bakm Kolayl

Standart eleman olarak temin edilebilir.

3.2.1.5 Di i Ba lant Plakas

Kalbn enjeksiyon makinesine ba lanmasn sa lar.

3.2.1.6 zolasyon Plakas

Is kayplarn azaltarak kalbn s dengesine yardmc olur, kalp maliyetini ek bir

para koyarak arttrd d nlse de kaybedilen s kayplarnn kazanlmas byk

bir maliyet kazanc sa lamaktadr.

3.2.1.7 So utma Kanallar

Hamilde ve tercihen ekirdekte so utma kanallar alr.

3.2.1.8 Merkezleme Milleri

Kalbn di i ve erkek plakalarn merkezleyen millerdir. Standart eleman olarak

satlmaktadrlar.

33

3.2.2. Erkek Kalp Elemanlar

3.2.2.1 Erkek ekirdek

Para geometrisinin i lendi i, di i kalpla kalp bo lu unu olu turan, iticilerin ve

hareketli di er elemanlarn al t eliktir.

3.2.2.2 Erkek Hamil

Erkek ekirde in etrafndaki ana ta yc eliktir.

3.2.2.3 Destek Plakas

Erkek hamil plakasnn yksek basnlara dayanabilmesi iin destek grevi grr.

Opsiyoneldir ve erkek hamil, elik ile tek para da yaplabilir.

3.2.2.4 ticiler

3.2.2.5 tici Plakas

3.2.2.6 tici Destek Plakas

Paray karan iticilerin ba land , makinenin itici pimlerinin ileri do ru

hareketiyle, itici hareketini sa layan plakalardr.

3.2.2.7 Paraleller

tici plakasnn hareketi iin yeterli bo lu u sa larlar.

3.2.2.8 Destek Stunu

Destek plakasnn e ilmesini engeller, uygulanan basnlara kar dayanm sa lar.

3.2.2.9 Yolluk ekici (Burcu)

Yollu un di ide kalmamas iin yollu u erkek tarafa eker. Farkl yolluk e itleri ve

fakl uygulamlar iin e itli yolluk ekici ve burcu tasarmlar vardr.

3.2.2.10 tici Yataklama Milleri

tici yataklama milleri, itici plakasnn eksenel ynde hareketini sa layarak, salnm yaparak kalba ve paraya zarar vermesini engeller.

3.2.2.11 tici Yataklama Mil Burcu

ticiler hareketli paralar olduklarndan, sadece istenilen eksende hareket etmelerini

sa larlar.

34

3.2.2.12 Geri Dndrc

Kalp kapanrken itici plakasn geri dndrr.

3.2.2.13 Merkezleme Mil Burcu

3.2.2.14 Erkek Ba lant Plakas

Kalbn enjeksiyon makinesine ba lanmasn sa lar.

3.2.2.15 O-Ring

Kalbn so utulmas iin alan kanallardan kalp ekirde ine ve/veya kalp hamiline

su kaa n nlemek iin kullanlr. Sentetik kauuktan yaplm tr, kalpta alm

uygun akl a yerle tirilerek so utma svsnn sznt yapmas engellenir.Grevini

etkin biimde sa lamas iin yeterli bir sk trmaya tabi tutulmas gereklidir.

3.2.2.16 a rtc

So utma kanallarnda dolaan svya yn vermek iin kullanlr. So utma kanallar

para geometrisine gre parada e it so utma sa layabilmek iin belli uzaklklarda

dola maldr. Bunu saplayabilmek iin de a rtclar yardmyla svya yn verilir.

3.2.2.17 Tka

Su devresi olu turmak iin belirli kanallarn sonlarn tkamak gereklidir.Bunlar iin

de tka diye tanmlanan paralar kullanlr.

Enjeksiyon kalp dizayn, kullanlan plasti e gre de i ebilir. Enjeksiyon kalplar

termoset ve termoplastik malzemeler iin kullanlabilir. Termoset malzeme iin

tasarlanan kalplar, plastik malzemeden daha yksek scaklkta tutulmaldr. Bylece

termosetler iin gerekli olan olgunlama sresi boyunca, gereken scaklk sa lanm

olur. Termoplastik malzemeler iinse kalp scakl , eriyi in kalba giri

scakl ndan daha d k olmaldr.

35

3.3. Kalp Tipleri

3.3.1. Kalp Yapsna Gre Snflandrma

3.3.1.1 ki Plakal Kalplar

Kalp endstrisinde en ok kullanlan enjeksiyon kalbdr.Ksaca erkek ve di i

kalptan olu ur. Bu iki kalp parasnn birle ti i yzeye kalp ayrm izgisi denir.

En ucuz ve kolay dizayn edilebilen ve kullancya kolaylk sa layan kalplar

olduklar iin tercih edilmektedir. Kalp bo luklar bir plaka zerine monte edilir ve

di er plaka bu plaka zerine kapanr. Merkezi bir dikey yolluk sabit bir plakaya

i lenir. Hareketli ksm, gereken kapama kuvvetini sa lar ve itici sistemlerini

al trr. ekil 3.11de gsterilen bu tip kalplar, enjeksiyon kalpl ndaki en temel

dizayndr.

ekil 3.11: ki plakal kalp

3.3.1.2 Plakal Kalplar

ok gzl kalplar iin tasarlanan bu tipte, ayrca bir hareketli plaka daha bulunur.

Kalp ayr plakadan olumu tur ve kalp ald nda bu plaka birbirinden

ayrlr.Akl n biri, parann d ar atlmas iin bo luk sa larken, di er aklk,

giri yollu unun dar atlmas iin bo luk sa lar. ki plakal kalba gre yapm daha

ok zaman alr ve maliyeti daha yksektir. Merkezi veya eksenel kak yolluklar, bu

36

tip dizaynda kullanlabilirler. ekil 3.12de plakal bir kalp tasarm

grlmektedir. Yolluksuz veya scak yolluklu kalp teknolojisi plakal kalp

kullanma e ilimini azaltm tr.

Scak yolluklu kalplarla kar la trld nda baz avantajlar bulunmaktadr.

Kalbn kullanlmas esnasnda malzemenin ve rengin kolayca de i tirilmesi;

her baskda yolluk sistemini temizleyerek, malzemede uzun sreli kirlenme

olmadan hzl renk de i imini sa lar.

Gvenirlik; scak yolluk sistemlerinde s kontrol, sistemin stlmas,

elektrik kesintilerinde ve arzalarnda bozulmalara sebep olur. plakal

kalp daha fazla mekanik para ile al trlr.

Maliyet; Kalp stclar ve scaklk kontrol aletleri (thermocouple, rezistans)

ok pahaldr.

ekil 3.12: plakal kalp [5]

3.3.1.3 Al Hareketli (Maal) Kalplar

Parann kalptan dar atlmasna engel olan blmlerin (undercut) para zerinde

olu turulup, parann kalbn alma ynnde bir zorlamayla kar lamadan kmas

iin kalplarda maa sistemi kullanlr. Bu tip dizaynlarda, erkek kalpta, pres

tarafndan hareket ettirilmesi mmkn olmayan ksmlarn hareketi amalanr. Kam

millerinin veya al pimlerin kullanmyla, kalp elemanlarnn ikincil bir hareket

37

kazanmas sa lanr. Bu ikincil hareket pnmatik veya hidrolik silindirler yardmyla

gerekle tirilir. ekil 3.13 ve ekil 3.14de tipik bir al hareketli kalp

gsterilmi tir.

ekil 3.13: Al hareketli (maal) kalp a-)Kapal b-)Ak [7]

a-) Kapal

b-) Ak

38

ekil 3.14: Al hareketli (maal) kalbn a-) Di i Kalp b-) Erkek Kalp

3.3.1.4 Katl (Stack) Kalplar

Katl (stack) kalplar; iki gzl yapld nda kalp boyutu ok byk olacak olan

kalplarn daha d k tonajl makinelerde alabilmesini sa layan kalplardr.

retim adetleri yksek olan paralar iin uygulanabilmektedir. ki ayr kalp

yaplarak da bu adetler sa lanabilir fakat para maliyeti ykselecektir ve iki ayr

enjeksiyon makinesi ayrlarak alaca ndan makine kapasitesini olumsuz ynde

etkileyecektir. Yolluk 2. gze kadar uzanr ve 2. gz dolduktan sonra 1. gz

doldurur, kalp plakalar ayrld nda, ortadaki plaka (di i plaka) iki erkek plakadan

ayrlr ve 2. erkek kalptaki mekanik itici plakas yardmyla ilk para, 1. erkek

kalptaki hidrolik iticilerin yardmyla ikinci para kalptan ayrlr ( ekil 3.15). ki

kalp maliyeti ile kar la trld nda daha ekonomiktir. Para maliyeti

b-)Erkek Kalp

a-)Di i Kalp

39

d nld nde de iki ayr kalptan elde edilecek para maliyetinden daha d ktr.

nk tek kalptan tek evrim sresinde iki adet para elde edilecektir ve para

maliyetine etki eden makine saat creti, i ilik ve evrim sresi ele alnd nda daha

ekonomiktir.

ekil 3.15: Katl (Stack) kalplar

2.Erkek kalp Di i kalp 1.Erkek kalp

2. gz

1. gz

40

3.3.1.5 Vida Mekanizmal (Unscrewing) Kalplar

Silindirik i ve d yzeyinde helisel kanallar olan paralar iin zel kalp dizayn

gereklidir. Vida parada knt eklinde olabilir, bu dizayn daha karma k hale

getirir. Bu kar kl n boyutlar farkldr;

Di li tipi; Vidann harici di li, dahili di li, kesintili veya kesintisiz olmasna

ba ldr.

Vida baskyla olu ur veya para iine sokulan metal para kullanmyla olur.

stenen di li formu basknn kalptan syrlarak kmasna msaade etmesi

veya etmemesi

Para dizayn vidann syrlmasyla kmasna izin vermezse vida mekanizmal

(unscrewing) kalp dizayn etmek gerekmektedir. Bu tip kalpta parann kalptan

kmas iin erkek veya di i kalbn dnmesi d nlr. Bu dnme hareketini

sa lamak iin kalbn hareketli tarafna dnme hareketini sa layacak sistem

yerle tirilir. Bunu gerekle tirecek de i ik mekanizmalar kullanlabilir.

Ekseni ynnde sabitlenmi dizayn; vidal erkek paray karmak iin ok az

dner.

tici plaka dizayn; itici plaka hareket ederken ayn zamanda vidal erkek

dner.

Dnerek ekilen erkek dizayn (Ekseni ynnde taklm dnen erkek),

dnme hareketine ek olarak erkek plakaya do ru erke in ekilmesi eklinde

al r ve para bo ta kalr ( EKL 3.16).

Dnen di li plaka dizayn; Bu tr kalplar al trmak iin e itli g

sistemleri ve g kaynaklar kullanlmaktadr.

G Kaynaklar olarak makine, hidrolik-pnmatik, elektrik g kaynaklar kullanlr.

G sistemleri olarak di li sistem, zincir ve zincir di lisi, di li ubuk ve ufak di li,

kramayer kullanlr.

41

Ekseni ynnde taklm dnen erkek

Vidal erkek dndrld zaman para dar atlr. Kalp bo lu u sabit kalr.

Basknn d yzeyi yle olmaldr ki erke in dnmesi esnasnda para erkekle

birlikte dnmemelidir. Dz d yzeyli silindirik paralar bu sisteme uygun de ildir.

nk basknn kalp ba lants so uyup ekmeyle kalkt iin parann kalp

bo lu unda dnme e ilimi vardr. Erke in vidal blmnn uzunlu u idealde kalp

bo lu undan biraz az olmaldr. E er vidal blm kalp bo lu unun derinli ine gre

olduka ksa ise, vida skm tamamlandktan sonra parann kalptan atlmasn

sa lamak iin vida merkezine taklm itici pimi gereklidir.

42

ekil 3.16: Vida mekanizmal (unscrewing) kalplar a-)Kapal b-)Ak [7]

3.3.1.6 Ters Kalplar

Baz uygulamalarda imdiye kadar anlatlan genel kalplama prensiplerinin d na

klarak, (di i kalbn enjeksiyon makinesinin sabit tarafna, erkek kalbn, iticilerin

makinenin hareketli tarafna yerle tirilerek al trlmas) erkek kalbn ve itici

sisteminin enjeksiyon makinesinin enjeksiyon tarafna yerle tirilerek al mas

prensibine dayanan kalp dizaynlar yaplabilir. Bu dizaynda , iticiler mekanik olarak

a-) Kapal

b-) Ak

43

de il de hidrolik, pnmatik sistemler veya yaylar yardmyla al trlr. Bu

uygulamalar, para dizaynlarndan kaynakldr.Genelde kozmetik paralarda

uygulanabilen kalplama sistemidir. rne in; parann grnen yzeyinde hibir iz

istenmedi inde (yolluk izi, itici izi, alan maa izleri vs.), kalbn erkek tarafndan

beslenmesi istenebilir. Bu durumda kalb ters olarak dizayn etme gereksinimi

duyulur. Kalp maliyetini arttran ve prosesi zorla tran bir yntem olup, zel

durumlarda uygulanr.

ekil 3.17: Ters kalplar

3.3.2. Yolluk Tipine Gre Snflandrma

3.3.2.1 Scak Yolluklu Kalplar

deal bir enjeksiyon prosesinde, kalplanan parann mmkn oldu unca niform

yo unlukta, yolluklardan ve apaklardan arndrlm bir ekilde kmas istenir. Bu

sayede sa lanan malzeme tasarrufu azmsanamayacak dzeylerdedir. Scak yolluk

sistemli kalplarda, yolluk etrafna yerle tirilen elektrikli stclar, yollu un belli bir

scaklkta tutulmasn sa layarak yolluklarn parayla kmasn nler ve malzeme

tasarrufu sa lar. Bu tip kalplarn dizayn daha karma k oldu undan daha

pahaldrlar ve ciddi tecrbe gerektirirler. Para ktktan sonra apaklarn ve

yolluklarn temizlenmesi iin gereken i ilik masraflar d mektedir.

44

3.3.2.2 So uk Yolluklu Kalplar

So uk yolluklar, genelde scak yolluklarn kullanld paralara gre daha kk

boyutlardaki paralar iin ve buna ba l olarak gz says 2 ve 2den fazla olan

kalplarda kullanlr. Para iin harcanan malzeme d nda hurda olacak olan yolluk

ksm iin de malzeme gereklidir. Polimer enjeksiyon vidasnn k noktasna kadar

stlr ve kalpla temas etti i noktada so umaya ba lar ve so uyarak da lr. Yolluk

yzeyine temas eden polimer donarak kabuk olu turur. Bu kabuk, erimi plasti in

merkezinin scak kalmasn ve akmasn sa lar.. Plasti in so umas ok hzl

oldu undan ve paraya ula ncaya kadar ak kanallarnda da scaklk ve basn

kayb olur, bu yzden akma mesafesi uzun olan paralarda tercih edilmezler. Scak

yolluklu kalplarda bu scaklk ve basn kayb paray doldurmaya ba lad nda

ba lar.

3.4. Scak Yolluklu Kalp ve Scak Yolluk Sistemi

3.4.1. Scak Yolluk Sistemi zellikleri:

Ak Ak Kanal

Dengeli Malzeme Ak

De imeyen bir Isl Denge

Yeterli Istc G Kapasitesi

Isl Genlemelere kar gerekli nlemler

Hzl Renk De i imi

3.4.2. Scak Yolluk Sistemi Avantajlar:

ilikten tasarruf (yolluk temizleme, krma i ili i yok)

D k evrim sresi(ama mesafesi ksa)

Malzemeden tasarruf

Makine kapasitesinden tasarruf

Yksek para kalitesi

A a da baz avantajlar incelenecektir.

45

3.4.2.1 Malzemeden tasarruf

16 Gzl so uk yolluklu kalp rne i;

Yolluk hacmi: 19.35 mm3tr.

ekil 3.18: 16 gzl so uk yolluklu kalp

4 Scak Yolluklu ve manifoldlu kalp rne i;

Yolluk hacmi: 5.28 mm3tr.

Gramaj fark: 19.35-5.28=14.07 mm3tr.

ekil 3.19: 16 gzl, 4 scak yolluklu manifoldlu kalp

16 Scak Yolluklu ve manifoldlu kalp rne i;

Yolluk hacmi : 0 mm3tr.

Gramaj fark: 19.35-0=19.35 mm3tr.

46

ekil 3.20: 16 gzl, 16 scak yolluklu manifoldlu kalp

ekil 3.21: Scak yolluklu manifoldlu sistem

3.4.2.2 Yksek Para Kalitesi

Btn gzlerin ayn zamanda, ayn artlarda (basn,scaklk) doldurulmas

sa land ndan gzler aras minimum kalite farkll oluacaktr.

Manifoldlardaki malzeme ak yolunun ap, so uk yolluklu kalplara gre daha iyi

basn iletimi saplayaca ndan daha byk seilebilir.

D k basnlarla kalplama yapld ndan, kalplanan paralardaki i gerilmeler

daha az olacaktr.

Manifold Merkezleyici

Scak Yolluk Memesi

Manifold

Manifold Merkezleyici

Ba lant Plakas Bask

diski

Besleme Halkas

47

Kontroll alp kapanan byk scak yolluk giri leri (Valve Gate) kullanld nda,

genel para kalitesi daha da iyile tirilmektedir.

kinci basn paraya tam olarak etki edebilmektedir. Dolays ile parada knt,

gaz bo luklar, ve di er tm sorunlar ortadan kaldrlr.

Daima saf granl ile al ld ndan krmadan gelen ve para yzey kalitesini

d ren tm kirlilikler ortadan kaldrlr.

Para zerinde oluabilecek so uk kaynama izleri daha iyi kontrol altna alnr.

3.4.2.3 D k evrim Sresi

Enjeksiyon (doldurma) sresi daha d ktr.

Yolluklarn donmas beklenmedi inden so uma sresi d ktr.

Yolluk (sprue) olmad ndan kalp ama mesafesi daha azdr, bu da kalp ama

kapama zamann azaltr.

Tam otomatik kalp al mas sa lanabildi inden kalp verimlili i daha yksek

olacaktr.

3.4.2.4 Makine Kapasitesinden tasarruf

Yolluk ile malzeme kaybedilmemekte, daha d k gramaj baslabilmektedir.

Yolluklar iin kapama kuvveti gerekmemektedir.

Yolluk iin kaybedilecek alan olmad ndan ayn enjeksiyon makinesi iin kalp gz

adedi de arttrlabilmektedir.

Scak Yolluk Sistemin kullanlabilmesi iin istenenler de aa daki ekilde

sralanabilir.

Saf (temiz) plastik kullanm

Hassas scaklk kontrolu (kapal evrim)

yi bir kalp tasarm

Hassas bir kalp retimi

Dikkatli bir kalp bakm

48

3.4.3. Scak yolluk sistemlerinde giri ular

3.4.3.1 Yolluk giri konumu

Yolluk giri konumu belirlenirken en kaln ve merkezi blgeden giri , en dengeli ak

Uzunlu u, para konsantrikli i iin merkezi bir giri , en kk yolluk giri art ve

para esteti i dikkate alnmaldr.

3.4.3.2 Scak yolluk Giri Ucu Geometrisi nemi

tleme sonunda en dar kesitte donan plastik tapa ekli olu turmaktadr. Kalbn

almas ile plastik en dar kesitten kopacaktr. Enjeksiyon basnc ile tapa kalp

gzne itilerek et kalnl nda eritilmektedir.

ekil 3.22: Scak yolluk giri ucu geometrisi

3.4.3.3 ne Giri Ular

Halka kesitli giri ucundan plastik tleme sonunda donmaktadr.

Avantajlar

Yolluk ucu donma riski yoktur.

En kk yolluk izi art oluur.

49

ekil 3.23: ne giri ucu

3.4.3.4 Ak Uclar

ne yolluk giri ine gre byk giri kesitlerine sahiptirler. Byk ve geni yzeyli

paralarda kolay doldurma sa larlar. gerilmesiz paralar olu turulabilmektedir

fakat para yzeyinde yolluk izi art kalmaktadr.

ekil 3.24: Ak giri ucu

3.4.3.5 Ama Kapama Giri ler-Valve Gate

Enjeksiyon ncesinde ama, doldurma ve tleme sonunda kapama hareketi yaparak

al rlar.

Avantajlar

Byk paralarn ksa srede doldurulmas sa lanr.

Valve gate giri inin izi vardr fakat daha kozmetiktir ve yolluk giri izi yok

gibi gzkmektedir.

50

Parada gerilmeler olu maz.

D k evrim sreleri ile al ma olana sa lar.

ekil 3.25: Ama kapama giri ucu-valve gate

3.4.3.6 Scak Yolluk giri ucu seimi

Tablo 3.2:U seiminde i ne u, ak u ve valve gate u tiplerinin kar la trlmas

KRTK FAKTRLER ne U Ak U Valve Gate U

Malzemede kesmelerin nlenmesi Zayf yi En iyi Parada Gerilmelerin nlenmesi Zayf yi En iyi Hzl evrim Gereksinimi yi Zayf En iyi Yzey Grnm Kalitesi yi Zayf En iyi Yksek Kalp Maliyetinin nlenmesi yi yi Zayf Damlamann nlenmesi yi Zayf En iyi Byk Bask Miktar ( Gramaj) Zayf yi yi tlemenin nemli Olmas Zayf yi yi Hassas al ma aral Gereksinimi Zayf yi yi

3.4.3.7 Yolluk Giri i Boyutlandrmas

Q = Yolluk Giri indeki Ak Hz (cm3/sn)

Q = Para Hacmi (cm3) / Doldurma sresi (sn) (3.3)

Kesme hz(1/sn) = 4Q/ pR3 (R = Giri Yar ap) (3.4)

Yolluk giri apnn ampirik olarak belirlenmesi;

4 ANCd = (3.5)

A= Parann toplam yzey alan (mm2)

51

N ve C ampirik faktrlerdir.

Para Et kalnl (mm) = 0.75 1.00 1.25 1.50 1.75 2.00

C = 0.178 0.206 0.230 0.242 0.272 0.294

N = 0.6 (PE,PS)

0.7 (PC,PP,PA)

0.8 (Nylon)

0.9 (PVC)

Tablo 3.3:Plastiklerin kesme gerilmeleri ve kesme hzlar[6]

Malzeme Max Kesme Gerilmesi (Mpa) Max Kesme Hz (1/sn)

PP 250.000 100.000 PS 250.000 40.000 HIPS 300.000 40.000 ABS 300.000 50.000 PA 500.000 60.000 PET 500.000 6 000 Nylon 500.000 60.000 SAN 300.000 40.000

3.4.3.7.1 Scak Yolluk Sistemlerinde Kalp Tasarmnda Dikkat Edilmesi

Gereken Konular

Scak yolluk firmasnn nerdi i tasarma tm ile uyulmaldr. l ve toleranslar,

hava bo luklar, scak yolluk sisteminin montajnda kullanlacak vida tipi, boyutu,

adedi, montaj yntemi, skma torklar tamamen scak yolluk reticisinin tasarmna

uygun olmaldr. Scak yolluk firmalarna rnek verecek olursak, HASCO,

MOLDMASTER, INCO, THERMOPLAY ve YUDO scak yolluk zerine

deneyimleri olan ba lca firmalardr.

Scak Yolluk Sisteminde Termal Genle meler ve Boyut De i iklikleri

Kalp tasarmnda da manifold ve scak yolluk memelerindeki genle meler ile boyut

de i iklikleri ve eksen kaklklar olaca hesaba katlarak gerekli bo luklar

verilmelidir.

52

ekil 3.26: Scak yolluk memelerinde genleme ve boyut de i imleri[7]

Scak yolluk meme kanal iin merkez l3max ile l4min arasnda bir blgede seilmelidir ve termal genleme miktar da merkez belirlenirken hesaba katlmaldr.

e (mm) = Termal genleme

l (mm) = lk uzunluk

T (0C) = Scaklk fark

= Termal genle me katsays

(elikler iin 1 0C scaklk art nda termal genleme katsays 12*10-6dr.)

aD= Tle olarak hesaplanr. [7] (3.6)

Scak Yolluk Sisteminde Malzeme

Kalpta kullanlan manifold plakasnn sertli i minimum 35-42 HRc olmaldr.

Ayrca manifold merkezleyicilerinin bast yzeylerde sertle tirilmi plakalar (45-

50HRc) kullanlmaldr.

Yolluk giri blgesindeki kalp eli inin kalitesi en az 1.2344 ve 48-50HRc

olmaldr.

Scak Yolluk Sisteminde So utma

Kalbn erkek tarafnda, yolluk giri inin tam kar snda bu blgeye zel bir so utma

evrimi kullanlmaldr.

Valf giri ler iin bu so utma evrimi pskrtme tipi spiral bir so utma olmaldr.

53

Kozmetik paralarda para yzeyinde hare eklinde izlere (dalgalanmalara) mani

olabilmek iin yolluk giri ucunun etrafnda da ayr bir so utma evrimi dikkate

alnmaldr. Bu sistem yeni yeni yaygnla maya ba lam olup Moldmaster ve Inco

firmalarnn retti i so utma lokmas ieren ama kapama (valve gate) sistemleri

mevcuttur.

Scak Yolluk Sisteminde Kalp retimi

Yolluk giri blgesinde erezyon i lemi uygulanmamal, uygulanr ise, eli in

sertle ip krlganla masn nleyecek d k amperlerin kullanld parlatma

kalitesindeki bir erozyon i lemi yaplmaldr.

Bu blge eli inde sertle me yaratabilecek hi bir nitrasyon ve krom kaplama gibi

i lemlerde uygulanmamaldr.

ok gzl kalplarda yolluk giri blgelerindeki ap derinlik gibi tm boyutlarda

l farkllklar 0.02 mmyi gememelidir.

Enjeksiyon yaplan malzemenin gerektirdi i kalp scakl 400Conin zerinde ise

kalbn ba lant plakasnn zerinde bir izolasyon plakas kullanlmaldr.

Manifold plakasnn alt ksmnda (kalbn alt tarafnda) boaltma delik veya kanallar

almaldr. Bu sayede herhangi bir nedenle su veya hidrolik kaa nn manifold

plakas iindeki stma ve lme kablolar ile temas ve ksa devre olasl azaltlm

olacaktr.

zellikle ok gzl kalplarda kalb enjeksiyon makinesinden skmeden, yolluk

giri ularna ve scak yolluk memelerine kolayca eriebilmek iin kalbn di i

plakasn erkek plakasna sabitleyebilecek bir kilit sistemi ngrlmelidir.

3.5. So uk yolluk e itleri

3.5.1. Yolluk Giri Tipleri

3.5.1.1 Tnel Yolluk

nce taraf parada olan konik bir yolluk giri idir. Da tm yollu undan paraya bir

konik tnel alr. Kalp alrken yolluk paradan kendili inden ayrlr. Kalbn

otomatik almas sa lanr.

54

ok kk giri ap kullanld nda malzeme kesme gerilmesi artar, erken donarak

tlemeyi engeller.

ok byk giri ap kullanld nda, yolluk paradan ok zor kopar, paraya zarar

verir.

Malzemeye ba l olarak giri ap;

ap = %30-%70 et kalnl seilmelidir.

Gevrek malzemelerde kullanlmas risklidir. Yolluk kalpta kalabilir.

Yolluk giri i al olarak de il de paraya dz olarak yaplabiliyorsa bu yolluk giri

tipine ne Yolluk denir.(Blm 4, ekil 4-1)

ekil 3.27: Tnel yolluk giri kesitleri [5]

Kalp birle im izgisi

A-A Kesiti

Etkili Yolluk giri ap

A-A Kesiti

Etkili yolluk giri kalnl

Kalp birle im izgisi

55

ekil 3.28: Tnel yolluk al ma prensibi [5]

tici pimler

tme srasnda yolluk paradan ayrlr

56

3.5.1.2 Muz Yolluk

Giri kesidi kontrol edilebilmektedir. Para zerinde ok kk bir iz (nokta

eklinde) brakr. Otomatik kalp al mas sa lanr.

Grnen yzeye giri lerde para zerinde mat iz olu ur. Hassas tezgah i ili i

gerekir. Gevrek malzemelerde cal mama riski vardr.

Tnel yolluk iin gerekli yksekli in sa lanamad paralarda tercih edilir. [8,9]

ekil 3.29: a-)Muz Yolluk al ma Prensibi b-) Muz Yolluk Kesiti [5]

5.2DX

veya min. 15 mm olmaldr.[5] (3.7)

D =4-6 mm arasnda olmal

d1 D (3.8)

r=2.5d1 veya 3d1 (3.9)

L1 L2 olmaldr.

b-)Muz Yolluk Kesiti

a-)Muz Yolluk al ma Prensibi

57

3.5.1.3 Kenar Yolluk

Paraya kalp ayrlma hatt zerinden do rudan kenardan girilir. Kalp imalat

kolaydr. Giri kesitinde hassas boyutlandrma ve kolay modifikasyon yaplabilir.

Kalp gznn doldurulma hz kolaylkla kontrol edilebildi inden bir ok genel

amal polimer iin uygun bir giri kesitidir.

Bazen parann yolluktan ayrlmamas zellikle istenebilir, bu durumlarda zellikle

kullanlmas gereken bir yolluk giri idir.

Yukarda belirtilen avantajlarnn yannda baz dezavantajlar da vardr. Yolluk

ayrma maliyeti vardr. Yollu u par