Enjeksiyon Makinasında Üretilen Plastik Parça Tasarım Parametreleri (1)

1. GİRİŞ:

Yazımızın ilk bölümünde, enjeksiyon makinasında üretilen plastik parça tasarımı (geometrik) ve bunlara ilişkin temel parametrelerden bahsetmek için, öncelikle kısaca enjeksiyon makinası ve bununla birlikte kullanılan kalıplardan bahsetmek gerekecektir.

Yazımızın ikinci bölümünde ise, plastik parçaların birleştirme (montaj) şekillerinden bahsedilecektir.

2. PLASTİK ENJEKSİYON MAKİNASI NEDİR?

2.1  Makinanın Bölümleri:

Aşağıda Enjeksiyon Makinası çalışma animasyonunu seyredebilirsiniz.

2.2. PLASTİK ENJEKSİYON MAKİNASI AYAR PARAMETRELERİ:

• Plastik ham madde ergime sıcaklığının ayarlanması
• Enjeksiyon hızının ayarlanması
• Enjeksiyon basıncının ayarlanması
• Enjeksiyon zamanının ayarlanması
• Vida dönüş hızının ayarlanması
• Art basıncın ayarlanması
• Hammadde türüne göre ütüleme/tutma basınçlarının ayarlanması
• Enjeksiyon, yastıklama ve gerekiyorsa geri emiş mesafesinin ayarlanması

2.2.1 ÜTÜLEME VEYA TUTMA BASINCI:

Kalıba enjekte edilen eriyik ham madde daha düşük sıcaklıktaki kalıba temas eder etmez soğumaya başlar ve çökme yapar yani büzülür. Çökmeyi engellemek için biraz daha eriyik ham madde kalıba gönderilir buna “ütüleme veya tutma basıncı” denir.

2.3 ENJEKSİYON MAKİNASI GRAMAJ HESABI:

Enjeksiyon Makinasının Baskı Hacmi

Enjeksiyon makinasının baskı hacmi, bir çevrimin, enjeksiyon safhasında makinanın kalıba basabileceği maksimum eriyik hacmidir. Örneğin; Bir enjeksiyon çevriminde üretilecek olan ürün sayısı 10, bir ürünün ağırlığı 20 gram, yolluğun (artık malzeme) ağırlığı da 100 gram olsun. Her bir ürünün ağırlığı 20 gramdan toplam 200 gram eder. Buna yolluğun ağrılığını da eklersek toplam 300 gramlık bir değer buluruz.

Bizin Kalıbı bağlayacağımız enjeksiyon makinası 200 gramlık bir makine ise yani bir çevrimde en fazla 200 gram eriyik malzemeyi kalıba basabiliyorsa, kalıbı bu enjeksiyon makinasına bağlayamayız. Çünkü makinanın kapasitesi yetersiz gelir. Bu kalıp için en az 300 gramlık enjeksiyon makinası gereklidir.

3. PLASTİK ENJEKSİYON KALIBI TANITIMI:

3.0.KALIP BİLGİLERİ:

3.1  TANIMLAR:

3.1.1  Cavity (Kalıp Gözü):

Enjeksiyon makinası tarafından ergimiş plastik malzemeyi basınçla kalıp içindeki boşluğu enjekte etmeyi sağlayan ve istenen malzeme şeklini veren kalıp boşluğu. Enjeksiyon kalıplamada üç tip kalıp sistemi (tooling) mevcuttur:

• Tek gözlü kalıp: Tek bir plastik dolumu ile tek bir parça üretir.
• Çok gözlü kalıp: Tek bir plastik dolumu ile birden fazla parça üretir.
• Aile kalıbı (family cavity tool) : Tek bir plastik dolumu ile bir montaj düzeneğinin tüm parçalarını üretir.
• Çift enjeksiyonlu kalıp:

İki renkli enjeksiyon kalıplama, aynı kalıpta iki farklı renk veya malzeme kullanan bir plastik enjeksiyon kalıplama tekniğidir. Genellikle iki renk veya malzeme farklıdır, ancak bazen aynı renk veya malzemenin farklı aşamaları olabilir. İki renkli enjeksiyon kalıplama teknolojisi genellikle çok renkli veya çok malzemeli parçalar üretmek için kullanılır, böylece ürünün görünümü, dokusu, işlevi ve diğer yönleri artırılır.

3.1.2   KALIP AYRILMA ÇİZGİSİ (Parting Line):

Ayırma çizgisi, plastik parçayı kalıptan çıkarmak veya ek parça koyma ve havalandırma gibi kalıplama ihtiyaçlarını karşılamak için kullanılır. Plastik parçanın yapısına göre, kalıbın plastik parçayı doğrudan oluşturan kısmı birkaç parçaya ayrılır. [3]

3.1.3 İTİCİLER

Kalıplama işlemi sonunda, parçayı kalıptan çıkaran itici çubuklar.

3.1.4   KALIP AYRILMA ÇİZGİSİ TİPLERİ:

FLAT: Düz

STEPPED: Kademeli

ANGLED: Açılı

3.2 YOLLUK (Runner)

3.2.1   YOLLUK TİPLERİ:

A) SOĞUK YOLLUK

SOĞUK YOLLUK SİSTEMİNİN DEZAVANTAJLARI:

Malzeme israfı: Malzeme israfı, sıcak yolluk kalıplama karşılaştırmasındaki bir diğer farktır. Erimiş plastik soğuk yolluk sisteminde katılaşır. Sonuç olarak, bunlar kırpılması gereken hurdalara yol açar.

Enjeksiyon basınç düşüşü: Plastik akışı sırasında plastikten kalıp plakalarına ısı transferi gerçekleşir, bu da büzülmeye, basınç düşüşüne ve çökme izleri ve parçaların eksik doldurulması gibi daha fazla kusur oluşmasına neden olur.

Yüksek çevrim süresi: Soğuk enjeksiyon kalıplama, plastik akışkanlığının azalması nedeniyle daha yavaş bir çevrim sürecine sahiptir.

B) SICAK YOLLUK:

SICAK YOLLUK KULLANIM AVANTAJLARI:

Son yıllarda plastik enjeksiyon kalıpçılığında sıcak yolluk (normal – klasik yolluk) sistemine göre daha fazla tercih edilmeye başlanmıştır. Plastik enjeksiyon kalıpçılığında sıcak yolluğun klasik yolluğa göre daha fazla tercih edilmesini yüksek kaliteli ürün alma isteği, daha kısa sürede daha çok iş yapabilme ve işçilik giderlerinin azaltılması olarak özetleyebiliriz.

Isıya duyarlı plastikler için hangi kalıp yolluk sistemi uygundur? Soğuk yolluk sistemi, ısıtma sistemi bulunmadığından ısıya duyarlı plastiklerle çalışmak için en uygun olanıdır. Ancak, harici sıcak yolluk kalıbı PP ve PE gibi plastikler için de uygulanabilir.

Hangisi daha iyidir, sıcak yolluk mu, soğuk yolluk mu?

Sıcak yolluk sistemi daha iyi akış, büyük üretim hacmi desteği ve daha az atık üretimi nedeniyle daha iyidir. Ancak, soğuk yolluk düşük hacimli üretim ve ısıya duyarlı malzemeler için daha iyi bir yöntem olacaktı

3.3.4 KALIP İÇİNE KONAN İŞARETLER, HARFLER

Harflerin Kalıplanması: Çoğu zaman parça üzerinde teknik bilgiler, markalar, kullanma talimatları gibi bilgilerin bulunması istenir.

Harflerin uygulanması ise öyle yapılmalıdır ki parçanın kalıptan çıkartılması zorlaşmasın. Bu, harflerin bölüm yüzeyine dik yerleştirilmesiyle ve uygun eğim verilmesiyle gerçekleştirilebilir.

Hem yükseltilmiş hem de oyulmuş harfler tasarımda kullanılabilir.

Önemli olan hangisinin ekonomik olacağıdır. Kalıp, işlenerek yapılacaksa kalıplanmış parça üzerindeki yükseltilmiş harflerin kullanılması daha ucuz olacaktır. Parça üzerindeki yükseltilmiş harf, ona karşı gelen boşlukla şekillendirilir. Kalıp yüzeyine harflerin kazınması veya işlenmesi, harfin çevresindeki metalin kesilip alınarak kalıptan yükseltilmiş harf elde etmekten daha ucuzdur.

Şekil:12 Vantilatör pervane sıkma somunu [8]

Kabartmalı (kabartılmış) metin, gömülü metinden daha kolaydır, çünkü işlenmesi daha kolaydır, ancak mümkünse her iki seçenek de kullanılabilir. En iyi sonuçlar için:

• Metni 0,5 mm kabartma yapın.
• En az 5 mm yazı tipi yüksekliği(font) en iyisidir.

PARÇA ÜZERİNDE BULUNACAK BİLGİLER (Bu bilgiler kalıba işlenecektir)

• Markalar,
• Teknik bilgiler
• Kullanım talimatları
• Geri dönüşüm işaretleri
• Made in Türkiye, menşei bilgisi
• Üretim yıl, ay, saat, vardiya bilgileri

Şekil:13 Plastik ürün kapağı altında marka ve geri dönüşüm sembolü uygulaması (PP), [8]

(*) Makina Mühendisi – nsoydan@hotmail.com

KAYNAKÇA:

1. https://www.youtube.com/watch?v=b1U9W4iNDiQ (video)
2. https://www.eurotec-ep.com/s/2503/i/Design_Guide_TR_WEB.pdf
3. https://zetarmold.com/tr/enjeksiyon-kaliplama-ayirma-yuzeyleri-cizgileri/#parting-surface-design-principles
4. https://www.longshengmfg.com/tr/plastic-injection-molding-tolerance-standards/#What_are_Plastic_Injection_Molding_Tolerance_Standards
5. Teknolojide Plastikler MMO Yayın No:64, G.P. Palin
6. https://tr.wikipedia.org/wiki/Plastik
7. Mühendis ve Makina dergisi Mart 2023-3 Yüzyılın malzemesi plastikler, Dipl.İng. A. Feyyaz Yücel,
8. Nevran Soydan’a ait özgün görseller.
9. https://www.madearia.com/blog/what-is-double-injection-
10. https://madeproducts.uk/design-injection-moulding-guide/
11. https://www.ptsmake.com/what-are-the-essential-guidelines-for-plastic-parts-design/
12. https://prototool.com/general-principles-of-plastic-part-design-for-injection-molding/
13. https://www.xometry.com/resources/injection-molding/hot-runner-vs-cold-runner/
14. https://www.yelkenciler.com/tr/plastik-enjeksiyon-makinesi-nasil-calisir/
15. https://blog.naver.com/hkc931/221269646907
16. https://icomold.com/wp-content/uploads/2019/01/ICOMold-plastic-Injection-design-guide.pdf
17. https://texasinjectionmolding.com/design-guide/
18. https://www.facebook.com/photo?fbid=705939993628219&set=a.192963908259166