i

T.C.

MARMARA ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

PLASTİK ENJEKSİON KALIPLARINDA

SICAK YOLLUK SİSTEMLERİ

YAKUP ÇINAR

(Teknik Öğretmen)

YÜKSEK LİSANS TEZİ

METAL EĞİTİMİ ANABİLİM DALI

DANIŞMAN

Yrd. Doç. Dr. Halil DEMİRER

İSTANBUL 2005

ii

T.C.

MARMARA ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

PLASTİK ENJEKSİYON KALIPLARINDA

SICAK YOLLUK SİSTEMLERİ

YAKUP ÇINAR

(Teknik Öğretmen)

(141102220010176)

YÜKSEK LİSANS TEZİ

METAL EĞİTİMİ ANABİLİM DALI

DANIŞMAN

Yrd. Doç. Dr. Halil DEMİRER

İSTANBUL 2005

iii

T.C.

MARMARA ÜNİVERSİTESİ

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

KABUL VE ONAY BELGESİ

PLASTİK ENJEKSİYON KALIPLARINDA

SICAK YOLLUK SİSTEMLERİ

Yakup ÇINAR’ın “PLASTİK ENJEKSİYON KALIPLARINDA SICAK

YOLLUK SİSTEMLERİ” isimli Lisansüstü tez çalışması, M.Ü. Fen Bilimleri

Enstitüsü Yönetim Kurulu’nun 03.08.2005 tarih ve 2005/17-16 sayılı kararı ile

oluşturulan jüri tarafından Metal Eğitimi Anabilim Dalı Metal Eğitimi

Programında YÜKSEK LİSANS Tezi olarak Kabul edilmiştir.

Danışman : Yrd. Doc. Dr. Halil DEMİRER (M.Ü.) ...................................

Üye : Prof. Dr. Mustafa KURT (M.Ü.)..............................................

Üye : Yrd. Doc. Dr. Oğuz GİRİT (M.Ü.) ..........................................

Tezin Savunulduğu Tarih: 02 / 09 / 2005

ONAY

M.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü Yönetim Kurulu’nun tarih ve

.. sayılı kararı ile Yakup ÇINAR’ın Metal Eğitimi Anabilim Dalı

Metal Programında Y.Lisans (MSc.) derecesi alması onanmıştır.

Marmara Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

Prof. Dr. Adnan AYDIN

I

ÖNSÖZ

Yüksek lisans tez çalışmalarımda yardımları ile bana destek olan, beni

yönlendiren Yrd. Doç. Dr. Halil DEMİRER’e sonsuz teşekkürlerimi sunarım.

Bizlerin yetişmesinde önemli katkıları bulunan başta Metal Eğitimi Bölümü

Başkanı Prof. Dr. Serdar SALMAN olmak üzere bölümdeki tüm öğretim

elemanlarına, yetişmemde büyük emek harcayan anneme, babama ve daima yanımda

hissettiğim aileme teşekkürü bir borç bilirim.

Ayrıca; çalışmakta olduğum GÜRBÜZ MÜHENDİSLİK firmasının sahipleri

Yakup GÜRBÜZ ve Yusuf GÜRBÜZ Bey’e, çevirileriyle yardımcı olan uçak

mühendisi Mustafa KABASAKAL ve ailesine, bana bu konuda yardımlarını

esirgemeyen diğer tüm arkadaşlarıma teşekkürlerimi sunarım.

Ağustos 2005 Yakup ÇINAR

II

İÇİNDEKİLER

SAYFA

ÖNSÖZ …………………………………………………………………….. I

İÇİNDEKİLER ………………………………………………..………… II

ÖZET ..…………………..………………………………............................ IX

ABSTRACT .……………………………………………..………………… X

SEMBOL LİSTESİ ………………………………………….…………… XI

KISALTMALAR ……………………………………………………………XII

ŞEKİL LİSTESİ ………………………………………………………….. XIII

TABLO LİSTESİ ………………………………………………………….XV

BÖLÜM I

GİRİŞ VE AMAÇ…………………………………………..……………… 1

1.1. GİRİŞ ……………………………………………..………………. 1

1.2. AMAÇ ………………………………………………..……………. 2

BÖLÜM II

YOLLUK ÇEŞİTLERİ………………………………….………………… 3

II.1. YOLLUK …………………………………………………………… 3

II.2. YOLLUK ÇEŞİTLERİ…………………………………………….. 3

II.2.1. Soğuk Yolluk Sistemleri…………………………………...... 4

II.2.2. Normal (Klasik) Yolluk Sistemleri ………………………… 5

II.2.3. Sıcak Yolluk Sistemleri ………………………………. .……. 6

II.2.3.1. Tanımı……………………………………………........ 6

II.2.3.2. Sıcak Yolluk Sistemini Oluşturan Elemanlar……..…… 7

II.2.3.3. Sıcak Yolluk Sisteminin Özellikleri…………………… 8

II.2.3.4. Sıcak Yolluk Sisteminin Avantajları………………....... 8

II.2.3.5. Sıcak Yolluk Sisteminin Dezavantajları……………...... 10

II.2.3.6. Sıcak Yolluk Sisteminden İstenen Özellikler………..….10

III

BÖLÜM III

GİRİŞ ÇEŞİTLERİ VE TASARIMI…………………………………... 11

III.1. GİRİŞ ÇEŞİTLERİ……………………………………………… 11

III.1.1. Film Giriş………………………………………………… 11

III.1.2. Disk Giriş………………………………………………… 11

III.1.3. Halka Kesitli Yolluk Girişi………………………………. 13

III.1.4. Tünel Giriş……………………………………………….. 14

III.1.5. İğne Giriş………………………………………………… 15

III.2 Girişlerin Tasarımı: Giriş Sayısı ve Pozisyonu………………….. 16

III.2.1. Pozisyon………………………………………………….. 16

III.2.1.1. Parça Geometrisi / Kalıbın Doldurulması………. 16

III.2.1.2. Mekaniksel Dayanım…………………………… 17

III.2.1.3. Estetik ve Boyutlar……………………………… 18

III.2.2. Giriş Sayısı……………………………………………….. 18

III.2.2.1. Tekli Giriş………………………………………. 18

III.2.2.2. Çoklu Giriş……………………………………… 19

BÖLÜM IV

SICAK YOLLUK SİSTEMİNİN ELEMANLARI…………………. 20

IV.1. SICAK YOLLUK MEMELERİ…………………………………. 20

IV.1.1. Sıcak Yolluk Memelerinin Fonksiyonları…..……………... 21

IV.1.2. Sıcak Yolluk Meme Çeşitleri……………………………….. 21

IV.1.2.1. Dolaylı Giriş İçin Açık Memeler……………………….. 22

IV.1.2.1.1. Isıtılmış Memeler………………………………22

IV.1.2.1.2. Ön Hücreli Isı İletimli Memeler……………..... 23

IV.1.2.2. Doğrudan (Direkt) Nokta Girişli Açık Memeler……….. 24

IV.1.2.2.1. Ön Hücreli Isı İletimli Meme…………………. 24

IV.1.2.2.2. Ön Hücresiz Isı İletimli Meme……………….. 24

IV

IV.1.2.2.3. Isıtılmış Memeler………………………………25

IV.1.2.3. Doğrudan Girişli Halka Kesitli Memeler………………. 25

IV.1.2.3.1. Isıtılmamış Uçlu Memeler……………………. 25

IV.1.2.3.1.1. Aksiyal Sabit İğneli…………………. 25

IV.1.2.3.1.1. Çok Isı İletimli Memeler……………. 25

IV.1.2.3.1.1. Isı İletimli Torpidolu Memeler……… 26

IV.1.2.3.2. Isıtılmış Torpidolu Memeler…………………. 26

IV.1.4. Memelere Ait Isıtma Elemanları…………………………… 26

IV.1.4.1. Dolaylı Isıtılan Memeler…………………………………26

IV.1.4.2. İçten Isıtmalı Memeler…………………………………. 27

IV.1.4.3. Dıştan Isıtmalı Memeler………………………………... 27

IV.1.5. Meme Giriş Çapının Hesaplanması……………………….. 27

IV.1.6. Sıcak Yollukta Oluşan Hız Profilleri………………………. 28

IV.2. ISITMA ELEMANLARI (REZİSTANSLAR)…………………… 30

IV.2.1. Fişek Rezistans………………………………………………. 31

IV.2.2. Esnek Rezistans…………………………………………….. 32

IV.2.3. Boru Rezistans………………………………………………. 32

IV.2.4. Spiral Rezistans……………………………………………… 32

IV.2.4.1. Kare Kesitli Spiral Rezistans…………………………… 32

IV.2.4.2. Mini Spiral Rezistans…………………………………… 33

IV.2.4.3. Yarım Yuvarlar Spiral Rezistans……………………….. 33

IV.2.5. Pirinç Döküm Rezistans…………………………………….. 33

IV.2.6. Kelepçe Rezistans (Bant Isıtıcılar)…………………………. 34

IV.2.7. Halk (Ring) Isıtıcılar. ………………………………………. 34

IV.2.8. Modüler Quartz Rezistans………………………………….. 35

IV.3. SICAKLIK KONTROL CİHAZLARI……………………………. 35

IV.4. TERMOKUPULLAR………………………………………………. 37

IV.4.1. Termokupulların Yerleştirilmesi…………………………… 38

V

IV.5. SICAK YOLLUK DAĞITICILARI (MANİFOLD)……………… 49

IV.5.1. Dağıtıcının Tasarım ve İmalat Detayları………………….. 40

IV.5.1.1. Dağıtıcı Kanallarda Dönüşler………………………… 41

IV.5.1.2. Dağıtıcı İle Diğer Elemanların Birleştirilmesi………….. 41

IV.5.1.3. Dağıtıcının Montaj ve Konumlandırılması…………….. 41

IV.5.2. Dağıtıcının Isıtma Gücünün Hesaplanması……………….. 42

IV.5.3. Kalıp Tasarımcının Bilmesi Gerekenler…………………… 42

IV.5.4. Dağıtıcı Kanalların Ölçülendirilmesi………………………. 43

IV.5.5. Manifold Kollarında Toplam Genleşme Miktarı Hesabı…. 44

IV.5.6. Destek Halkasının Ayarlanması……………………………. 44

IV.5.7. Dağtıcıtıcıların (Manifoldların) Kalıplarda Kullanılması… 45

IV.5.7.1.Harici (Dışardan) Isıtılmış Sıcak Manifold Kalıp………. 46

IV.5.7.1.1. Avantajları……………………………………. 48

IV.5.7.1.2. Dezavantajları………………………………… 48

IV.5.7.2. Dahili Isıtılmış Manifold Kalıp………………………… 48

IV.5.7.2.1. Avantajları……………………………………. 49

IV.5.7.2.2. Dezavantajları………………………………. 50

IV.5.7.3. İzolasyonlu Sıcak Yolluk Kalıbı……………………….. 51

IV.5.7.3.1. Avantajları……………………………………. 52

IV.5.7.3.2. Dezavantajları………………………………. 52

IV.6. MALZEME FİLTRELERİ……………………………………… 52

IV.7. ISI YALITIM MALZEMELERİ………………………………… 55

IV.8. S.Y.S. SEÇİMİNDE DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR……. 55

BÖLÜM V

SICAK YOLLUKLU ENJEKSİYON İŞLEMİNDE

KARŞILAŞILAN PROBLEMLER………………….……………….. 57

V.1. MAKİNEDEN KAYNAKLANAN PROBLEMLER………….... 57

VI

V.2. PLASTİK MALZEMEDEN KAYNAKLANAN

PROBLEMLER………………………………………………….. 57

V.3. İŞÇİLİKTEN KAYNAKLANAN PROBLEMLER……………. 58

V.4. KALIP VE PARÇA TASARIMINDAN KAYNAKLAN

PROBLEMLER………………………………………………… 58

V.5. SICAK YOLLUK SİSTEMİNDEN (ELEMANLARINDAN)

KAYNAKLANAN PROBLEMLER…………………………….. 61

V.5.1. Isıtıcılar ve Sıcaklık Kontrol Cihazından

Kaynaklanan Problemler………………………………. 61

V.5.2. Dağıtıcıdan Kaynaklanan Problemler………………… 62

V.5.3. Sıcak Yolluk Memesinden Kaynaklanan Problemler… 63

V.5.4. Meme Giriş Sistemlerinin Mevcut Probleme Göre

Değiştirilmesi……………………………………………. 66

BÖLÜM VI

SICAK YOLLUK KAÇAKLARININ SEBEPLERİ………..…… 68

VI.1. KAÇAKLARIN SEBEPLERİ……………………………………. 68

VI.2. KAÇAĞI ÖNLEMEK İÇİN MEME TASARIM

OPSİYONLARI…………………………………………………… 70

VI.3. KAÇAK NASIL TESPİT EDİLİR…………………………….. 71

BÖLÜM VII

SICAK YOLLUKLU KALIP ÇEŞİTLERİ…………………………. 73

VII.1. TEK GÖZLÜ KALIPLARDA MERKEZDEN GİRİŞ……….. 73

VII.2. TEK GÖZLÜ KALIPLARDA KENARDAN GİRİŞ…………. 73

VII.3. ÇOK GÖZLÜ KALIPLARDA MERKEZDE VE DOLAYI

KENARDAN GİRİŞ……………………………………………. 74

VII.4. TEK GÖZLÜ KALIPLARDA ÇOKLU

(BİRDEN FAZLA) GİRİŞ ……………………………………… 74

VII.5. ÇOK GÖZLÜ KALIPLARDA DOĞRUDAN KENARDAN

GİRİŞ……………………………………………………………. 75

VII

VII.6. ÖZEL HALLER İÇİN GİRİŞLER (KADEMELİ – KATLI

KALIPLARDA)…………………………………………………. 75

VII.8. KALIP TASARIMINDA DİKKAT EDİLMESİ

GEREKEN KURALLAR………………………………………. 75

VII.8.1. Parça Resmi……………………………………………. 75

VII.8.2. Basılacak Malzeme……………………………………. 76

VII.8.3. Kalıp……………………………………………………. 76

VII.8.4. Yolluk Tipi……………………………………………… 76

VII.8.5. Detaylandırma…………………………………………. 76

VII.9. KALIP TASARIMI……………………………………………… 77

VII.9.1. Malzeme………………………………………………… 77

VII.9.2. Soğutma………………………………………………… 77

VII.9.3. Kalıp Üretimi…………………………………………… 77

VII.10. SICAK YOLLUK KALIPLARININ ÇALIŞTIRILMASI….. 78

VII.10.1. Enjeksiyon Makinesine Bağlamadan Önce…………. 79

VII.10.2. Enjeksiyon Makinesine Bağladıktan Sonra…………. 79

VII.10.3. Sıcak Yolluk Sisteminin Kullanılmasında

Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar…………………. 81

VII.11. SICAK YOLLUKLA İLGİLİ PROBLEMLER VE

ÇÖZÜMLERİ…………………………………………………… 81

VII.11.1. Donmayan Yolluk Girişi……………………………… 81

VII.11.2. Dolmayan Kalıp Gözü……………………………… 81

VII.11.3. Tam Kapanmayan Valf Pimi………………………… 82

VII.11.4. Plastik Malzeme Kaçağı……………………………… 83

BÖLÜM VIII

SONUÇLAR...................………...................................................................... 84

BÖLÜM IX

TARTIŞMA VE DEĞERLENDİRMELER ....................................... 85

KAYNAKLAR ..........................................……….......................................... 87

VIII

EKLER .........................................................………......................................... 89

EK-1. SICAK YOLLUK SİSTEMİ İLE İLGİLİ ÖZEL TERİM VE

WEB SİTESİ ADRESLERİ…………………………………………… 89

EK-2. SICAK YOLLUK SİSTEMİ ELEMANLARI İLE İLGİLİ

RESİMLER…………………………………………………………….. 93

ÖZGEÇMİŞ .................................................................................................... 106

IX

ÖZET

PLASTİK ENJEKSİYON KALIPLARINDA SICAK

YOLLUK SİSTEMLERİ

Plastik ürünlerin imalatında çok değişik yöntemler kullanılmakla birlikte en

yaygın yöntem enjeksiyonla kalıplama yöntemidir. Plastik enjeksiyon yöntemi seri

üretime oldukça uygun olup genellikle termoplastiklere uygulanır. Kalıp tasarım ve

imalatı bu yöntemin en önemli öğelerinden birisidir. Kalıplarda kullanılan yolluk

sistemleri enjeksiyon ünitesinden gelen eriyik haldeki plastik malzemenin ürün

boşluğuna taşınmasında önemli bir rol oynamaktadır. Yolluk sistemleri klasik veya

normal yolluklar, soğuk yolluklar ve sıcak yolluklar olmak üzere üç gruba

ayrılmaktadır.

Bu çalışmanın konusu olan sıcak yolluk sistemlerine genellikle viskozitesi

yüksek olan plastiklerde, bir seferde birden fazla çıkarılması istenen karmaşık

ürünlerde, malzeme tasarrufunda, çevrim süresinin azaltılmasında, kalıp ömrünün

artırılmasında vb. gibi birçok durumlarda başvurulmaktadır.

Ülkemiz kalıp sektöründe sıcak yolluk uygulamaları henüz istenilen seviyede

olmayıp, bu sistemlerin kullanılmasından doğan birçok problemlerle

karşılaşılmaktadır.

Bu çalışmada sıcak yolluk sistemleri sektörün bilgilendirilmesi amacına

dönük olarak genel bir şekilde incelenmiştir. Tezde birinci bölümde verilen girişi

takiben tezin ana konusunun anlaşılmasına öncülük etmek üzere ikinci bölümde

yolluk çeşitleri üçüncü bölümde ise giriş çeşitleri ve tasarımı ele alındı. Dördüncü

bölümde esas konu olan sıcak yolluk sisteminin elemanları sınıflandırılarak ayrıntılı

bir şekilde incelendi. Beşinci bölümde sıcak yolluklu enjeksiyon işleminde

karşılaşılan problemler gözden geçirildi. Altıncı bölümde sıcak yolluk kaçaklarının

sebepleri ele alındı. Yedinci bölümde sıcak yolluklu kalıplar sınıflandırıldı. Sonuçlar

sekizinci bölümde tartışma ve değerlendirme dokuzuncu bölümde verildi.

Ağustos 2005 Yakup ÇINAR

X

ABSTRACT

HOT RUNNER SYSTEMS IN PLASTIC INJECTION MOLDS

Although there are several methods in the manufacture of plastic products,

injection molding is the most widespread method. Plastic injection method is

suitable for mass production and is generally applied for thermoplastics. Mold

design and production is one of the most important elements of this method.

Runner systems, which used in molds, play an important role in the transfer of

molten plastic material from injection unit to mold cavity. Runner systems are

classified into three groups namely; classic or normal runners, cold runners and

hot runners.

Hot runner systems, which are the subject of this study, are generally useful for

high viscosity plastics, in the production of complex shaped parts, in the

reduction of cycle times and in the enhancement of mold life.

The application of hot runners is still below the required level in Turkish mold

industry accordingly there are serious problems in the use of these systems.

In this study hot runner systems were investigated in a general way for the

purposes of transferring the knowledge to the mold sector. In the thesis firstly

there is the introduction as the first chapter, types of runners were given in the

second chapter, and types and design of gates were given in the third chapter,

The elements of hot runner systems were investigated in detail in the forth

chapter, The problems, which are encountered in the process of injection

molding with hot runner systems, were reviewed in the fifth chapter hot runner

leaks were taken into account in the sixth chapter. The moulds with hot runner

systems were classified in the seventh chapter. Results, discussion ad

conclusions were given in the eighth and ninth chapter, respectively.

August 2005-09-12 Yakup ÇINAR

XI

SEMBOL LİSTESİ

b2 : Destek Halkası Kalınlığı

b : Manifold Kalınlığı

H : Meme Flanşı Yüksekliği

d : Hava Boşluğu

∆t : Çalışma Sıcaklığı İle Oda Sıcaklığı Arasındaki Fark

∆L : Toplam Uzama Miktarı (mm)

L : Manifold

D : Dağıtıcı Kanal Çapı

Smax : Kalıplanacak Numunenin Et Kalınlığı (mm)

P : Isıtma Gücü

m : Sıcak Yolluk Dağıtıcısının Kütlesi (kg)

c : Özgül Isı

DT : İstenilen Eriyik (Proses) Sıcaklığı ile Dağıtıcının Isıtmaya Başlama

Esnasındaki Sıcaklık Farkı

t : Isıtma Süresi

hgen : Genel Verim

XII

KISALTMALAR

ABS : Akrilonitrilbütadienstiren

PA : Poliamid

PBT : Polibütilentereftalat

PC : Polikarbonat

PE : Polietilen

PET : Polietilentereftalat

PMMA : Polimetilmetakrilat

POM : Polioksimetilen

PP : Polipropilen

PS : Polistiren

PVC : Polivinilklorür

SYS : Sıcak Yolluk Sistemi

XIII

ŞEKİL LİSTESİ

Şekil II.1. Basit Bir Yolluk……………………………………………………… .3

Şekil II.2. Soğuk Yolluk Tasarımı……………………………………………….. 4

Şekil II.3. Ana Yolluk………………………………………………………….. 5

Şekil II.4. Tipik Bir İki Gözlü Sıcak Yolluklu Kalıp…………………………… 6

Şekil II.5 Sıcak Yolluk Sisteminde Plastik Eriyik Akışının Gösterilmesi……… 7

Şekil III.1. Disk Giriş…………………………………………………………….. 12

Şekil III.2 Disk Giriş Çeşitleri…………………………………………………… 13

Şekil III.3 Halka Kesitli Yolluk Sistemi…………………………………………………13

Şekil III.4. Tünel Giriş…………………………………………………………. 14

Şekil III.5. Tipik Bir Üç Plakalı Bir Kalıbın İğne Girişli Yolluk Sistemi……… 16

Şekil III.6. Giriş Yeri…………………………………………………………….. 17

Şekil III.7. Köpük Malzemesi İçin Giriş Yeri………………………………….. 17

Şekil III.8. Kaynak Hatları……………………………………………………….. 18

Şekil III.9. Yarış Yolu Etkisi……………………………………………………. 18

Şekil III.10. a-b Çoklu Giriş…………………………………………………….. 19

Şekil IV.1. Tipik Bir Sıcak Yolluk Memesi……………………………………. 20

Şekil IV.2. Tipik Bir Sıcak Yolluk Memesi………………………………………20

Şekil IV.3. Plastik Cinsi Ve Parça Ağırlığına Göre Meme Giriş Çapının

Belirlenmesi………………………………………………………………………. 28

Şekil IV.4. Sıcak Yolluklarda Oluşan Hız Profilleri…………………………… 29

Şekil IV.5. Genleşen Kalıp İçerisindeki Sıcak Yolluk Memelerinin Yer Değişimi29

Şekil IV.6. Isıtma Elemanları……………………………………………………. 31

Şekil IV.7. Fişek Rezistans………………………………………………………. 31

Şekil IV.8. Kare Kesitli Spiral Isıtıcı……………………………………………. 33

Şekil IV.9. Mini Spiral Isıtıcı……………………………………………………. 33

Şekil IV.10.Yarım Yuvarlak Spiral Isıtıcı……………………………………… 33

Şekil IV.11. Pirinç Döküm Isıtıcı……………………………………………….. 33

Şekil IV.12.Kelepçe Isıtıcı……………………………………………………….. 34

Şekil IV.13 Ring Isıtıcı……………………………………………………………35

XIV

Şekil IV.14. Quartz Isıtıcı……………………………………………………… 35

Şekil IV.15. Tipik Bir Sıcaklık Kontrol Cihazı…………………………………. 36

Şekil IV.16. Tipik Bir Sıcaklık Kontrol Cihazı ………………………………… 36

Şekil IV.17.Termocupul…………………………………………………………. 38

Şekil IV.18. Termokupulun Memedeki Konumu Ve Eriyik Sıcaklığının Memedeki

Dağılımı………………………………………………………………………… 38

Şekil IV.19. X Tipi Manifold…………………………………………………….. 39

Şekil IV.20. Temel Manifold Çeşitleri…………………………………………. 40

Şekil IV.21. Dağıtıcı Kanallar……………………………………………………. 43

Şekil IV.22. Destek Halkası Hesabı …………………………………………… 45

Şekil IV.23. Tipik Harici Isıtılmış Manifold Kalıp………………………………..47

Şekil.IV.24. Tipik Dahili Isıtılmış Manifoldlu Kalıp…………………………... 49

Şekil IV.25. Tipik İzolasyonlu Sıcak Yolluklu Kalıp…………………………… 51

Şekil IV.26.Yeni Tasarımlı Bir Malzeme Filtresi Ve Eriyiğin Akış Düzeni…… 53

Şekil IV.27. Malzeme Filtresi Montajı Ve Sıcak Yolluktaki Konumu………….. 54

Şekil V.1. Fişek Rezistanslarda Oluşan Problem……………………………….. 62

Şekil V.2. Sıcak Yolluk Sistemlerinde Tabii Ve Hesaplamayla Dengelenmiş Dağıtıcı

Kanalları………………………………………………………………………….. 62

Şekil V.3. Bir Valfli (İğne Kapamalı) Memedeki Korozyon Ve Abraziv Hasar… 64

Şekil V.4. Cam Fiber Takviyeli POM……………………………………………. 64

Şekil V.5. İçten Ve Dıştan Isıtmalı Memelerin Karşılaştırılması………………… 65

Şekil V.6. Sıcak Yolluk Memelerinde Rezistansa Bağlı Olarak Sıcaklık Dağılımı 66

Şekil V.7. Meme Giriş Sistemlerinin Mevcut Probleme Göre Değiştirilmesi…. 66

Şekil VI.1. Sıcak Yolluk Kaçağı………………………………………………… 69

Şekil VI.2 Manifold Cebindeki Meme Komponenetlerin Termal Genleşme Ve Egzoz

Yükseklikleri …………………………………………………………………… 70

Şekil VII.1 Merkezden Giriş …………………………………………………….. 73

Şekil VII.2.Kenardan Giriş………………………………………………………. 74

Şekil VII.3. Çok Gözlü Kalıplarda Merkezden Giriş…………………………… 74

Şekil VII.4. Çok Gözlü Kalıplarda Kenardan Giriş…………………………….. 74

Şekil VII.5.Tek Gözlü Kalıplarda Çoklu Giriş…………………………………. 74

Şekil VII.6.Çok Gözlü Kalıplarda Doğrudan Kenardan Giriş…………………….75

Şekil VII.7.Özel Haller İçin Girişler…………………………………………….. 75

XV

TABLO LİSTESİ

Tablo IV.1. Ön Hücreli Isı İletimli Ve Dıştan Isıtmalı Memelerin Avantaj

Ve Dezavantajları ……………………………………………………………… 23

Tablo IV.2. Nokta Girişlerdeki Girişin Boyutlandırılması İçin Kılavuz

Değerler……………………………………………………………………………24

Tablo IV.3. Isıtıcı Kartuşların Ölçüleri………………………………………… 27

Tablo IV.4. İçten Ve Dıştan Isıtmalı Sıcak Yolluk Sistemlerinin Avantajları….. 30

Tablo IV.5. Sıcak Yolluklu Kalıplardaki Dağıtıcı Yolluklarının

Boyutlandırılması ………………………………………………………………….41

Tablo VI.1. Manifold Ve Meme Arasındaki Sızdırmazlığı Sağlamak

İçin Farklı Meme Tasarım Opsiyonlarının Karşılaştırılması.……………………. 71

1

BÖLÜM I

GİRİŞ VE AMAÇ

I.1.GİRİŞ

Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde polimer teknolojisi önemli bir yere

sahiptir. Bu alanda çok hızlı gelişmeler gözlenmektedir. Dolayısıyla polimer

teknolojisi yeni tasarımlara ihtiyaç duymaktadır.

Plastiklerin işlenmesinde değişik üretim yöntemleri kullanılmaktadır.

Bunlardan en yaygını enjeksiyonla kalıplama yöntemidir. Bu üretim yöntemiyle seri

üretim, çok sayıda parçanın aynı anda üretimi gibi bir çok yönden diğer yöntemlere

üstünlük sağlamıştır. Enjeksiyonla kalıplama yönteminde mevcut sisteme yeni

ilaveler yapılarak üretim kapasitesi daha da artırılmaya çalışılmaktadır. Bu

çalışmalardan biriside sıcak yolluk sistemleridir.

Sıcak yolluk sistemleri genel olarak beş ana kısımda incelenmektedir. Bunlar;

sıcak yolluk memesi, sıcak yolluk ısıtıcıları, sıcaklık kontrol cihazları, termokupullar

ve sıcak yolluk dağıtıcısı (manifold) şeklinde sıralanabilir.

Sıcak yolluk sistemleri normal (klasik) yolluk sistemlerine göre bazı önemli

avantajlara sahiptir. Kısa zamanda daha fazla ürün elde edilebilmesi, zamandan ve

işçilikten tasarruf sağlanabilmesi, aynı anda birden fazla üretilmesi istenilen

karmaşık ürünlerde oldukça yüksek kaliteye ulaşılabilmesi bu sistemin en önemli

avantajları arasında sayılabilir.

Yukarıda kısaca belirtilen sıcak yolluk sistemi başlı başına bir ünite olup,

ülkemizde kullanımı şimdiye kadar yeterli derecede yaygınlık kazanmamıştır. Bunun

esas nedeni enjeksiyon kalıp sektörünün bu konuda henüz yeterli ölçüde

2

aydınlatılmamış olmasıdır. Bununla birlikte her geçen gün üretimde sıcak yolluk

sistemi kullanılması artmakta ve doğal olarak bu sistemin kullanılmasından

kaynaklanan hatalar ortaya çıkmaktadır. Bu hataların giderilmesi önemli zaman ve

mali kayıplara neden olmakta ve üreticiler bu durumdan dolayı büyük zararlar

görebilmektedir. Sıcak yolluk sisteminin iyi bilinmesi, hataların önceden fark edilip

hızlı bir şekilde giderilerek yüksek verimlilik seviyelerine ulaşılmasının bu konuda

oluşturulacak bilgi ve tecrübe birikimi ile doğru orantılı olacağı açıktır. Bunun yolu

da sektörde çalışanların bilinçlendirilmesinden geçmektedir. Bu ise internet

kullanımı dahil tüm kaynaklara rahat ulaşılması ile mümkündür.

I.2.AMAÇ

Bu çalışmanın ana amacı ülkemizde sıcak yolluk sistemlerine dönük olarak

bilgi birikimine ve bunun bir sonucu olarak bu sistemlerin yaygınlaşmasına katkıda

bulunmaktır. Enjeksiyonla kalıplama sektöründe sıcak yolluk sistemlerinin kullanımı

ile ilgili yerleşik bazı yanlış uygulamaların ortadan kaldırılması bu çalışmanın ikincil

amacı olarak düşünülmektedir.

Bu amaca ulaşmak üzere; yolluklar hakkında verilecek genel bilgilerden

sonra sıcak yolluk sistemlerinin avantaj ve dezavantajları tartışılacak ve bu sistemler

yukarıda ifade edildiği şekliyle beş ana grup halinde incelenecektir. Ayrıca sıcak

yolluk kaçakları ve bu sistemlerin kullanılmasında dikkat edilecek noktalar gibi bazı

önemli konular gözden geçirilecektir.

3

BÖLÜM II

YOLLUK ÇEŞİTLERİ

II.1. YOLLUK

Enjeksiyon makinesinin memesinden gelen eriyik haldeki plastik malzemenin

kalıp gözüne (boşluğuna) akışını sağlayan sistemdir.

Yolluk dediğimiz zaman çeşitli yolluk sistemleri aklımıza gelmektedir. Bu

sistemlerin ne anlama geldiğinin tam anlaşılmamasından dolayı bazı yanlış

kullanımlar mevcuttur. Normal yollukla soğuk yolluk veya sıcak yollukla normal

yolluk birbirine karıştırılmaktadır. Aşağıda günümüzde kullanılan yolluk çeşitleri

sınıflandırılıp, endüstride karşılaşılan bazı yanlışlıklar ortadan kaldırılacaktır.

II.2. YOLLUK ÇEŞİTLERİ

Soğuk yolluk sistemleri

Normal (Klasik) yolluk sistemleri

Sıcak yolluk sistemleri

Basit bir yolluk sistemi Şekil II.1.’de gösterilmiştir.

4

II.2.1. SOĞUK YOLLUK SİSTEMLERİ

Normal yolluk sistemleri bilindiği gibi sıcak haldeki plastik eriyiğini soğuk bir

kalıbın içerisine enjekte etmede kullanılan sistemlerdir. Soğuk yolluk sisteminde ise

daha az sıcaklığa sahip erimiş plastik, kendisinin sıcaklığından daha fazla sıcaklığa

sahip olan kalıp içerisine aktarılır. Bu sisteme soğuk yolluk sistemi denilmektedir.

Bu sistem genellikle termoset malzemeler, duroplast ve kauçuk gibi kalıpta

kimyasal reaksiyon gösteren malzemeler için termoplastik kalıplarındaki sıcak

yolluğun bir benzeri olarak tasarlanmıştır.

Soğuk yollukta izolasyon gereklidir. Burada anlatıldığı gibi yolluktan kalıba ısı

geçişi değil kalıptan yolluğa ısı geçişinin önlenmesi gerekmektedir. Soğuk yolluklu

sistemde yolluk sıcaklığı yaklaşık 80 oC ile 100 oC arasında iken kalıptaki sıcaklık

yaklaşık 160 oC ile 200 oC arasındadır. Bu durum sıcak haldeki kalıp gözü plakaları

ile düşük sıcaklıktaki yolluk arasında izolasyon problemine neden olmaktadır. Bu

sistemde eriyiğin yollukta reaksiyona girmemesine dikkat edilmelidir. [1]

Tipik bir soğuk yolluk tasarımı Şekil II.2’ gösterilmiştir.

Şekil II.2. Soğuk Yolluk Tasarımı [1]

5

II.2.2. NORMAL (KLASİK) YOLLUK SİSTEMLERİ

En basit yolluk sistemi ana yolluk sistemi olup tüm kalıplarda bulunmaktadır.

(Şekil II.3.). Bu yolluk kesiti yuvarlaktır ve kalıptan kolayca çıkması için 20 ile 50

arası konik açıya sahiptir. Ana yolluk tek başına daha çok sıcağa hassas ve yüksek

viskoziteli malzemelerde et kalınlığı fazla olan ve ileri teknoloji ürünlerinin imalinde

kullanılmaktadır.

Uygulama: Sıcağa hassas ve yüksek viskoziteli malzemelerde ileri teknolojik ve et

kalınlığı fazla ürünlerin imalinde kullanılır.

Avantajları: Yüksek kalite ve iyi boyutsal kararlılıktır.

Dezavantajları: Son işlem gerektirmesi ve üründe iz bıraktırmasıdır.

Bu yolluğun önemli avantajlarından biri yollukta oluşan basınç düşüşünün az

olması nedeniyle düşük ölçü toleranslı ve yüksek kaliteli ürünlerin elde edilmesidir.

Ana yolluk sayesinde ütüleme basınçları kolaylıkla uygulanır ve malzemede daha az

çekme meydana gelir. Bu yolluğun en önemli dezavantajı ise üründen, kalıp dışında

uygulanacak, bazen yüksek maliyetli bir son işlemle ayrılmasının gerekmesidir.

Ürünün üzerinde iz bırakan bu tür yolluk girişleri normal olarak ürünün çok

görülmeyen, gizli bir bölgesine yerleştirilir.

6

II.2.3. SICAK YOLLUK SİSTEMLERİ

II.2.3.1. TANIMI

Sıcak yolluk sistemi, enjeksiyon makine memesinden kalıp gözüne kadar olan

bölgede ergimiş plastik malzemeyi, bozunmaya uğramadan ve ısı kaybına yol

açmadan kontrollü bir şekilde bekletme ve istendiğinde kalıp gözüne basma

sistemidir. [2]

Sıcak yolluk sistemi, kalıbın içine yerleştirilen başlı başına bir birim olup

enjeksiyon grubunun uzantısı gibidir. Sıcak yolluk sistemi; kalıpta akış kanallarının

ısıtıcı bantlarıyla yani rezistanslarla ısıtılmasını, malzemenin sıcaklığının tüm akış

yolu boyunca kontrol edilmesini ve kanallarda soğumaya uğramadan direkt olarak

kalıp boşluğuna doldurulmasını mümkün kılmaktadır. Şekil II.4’te tipik bir iki gözlü

sıcak yolluklu kalıp kesiti görülmektedir. [3]

Şekil II.4. Tipik Bir İki Gözlü Sıcak Yolluklu Kalıp

7

1- Kalıp gözü tespit (taşıyıcı) plakası 15- Filtre tertibatı (malzeme filtresi) 2- Ara plakası 16- Isıtıcı (spiral rezistans) 3- Destek bloğu 17- Havşa başlı vida 4- Bağlama (sıkma) plakası 18- Vidalı emniyet pimi 5- Yalıtım (izolasyon) plakası 19- Vidalı tapa 6- Merkezleme halkası 20- Silindirik saplama 7- Takviye plakası 21- Silindirik saplama 8- Sıcak yolluk dağıtıcısı (manifold) 22- Yüksek güçlü ısıtıcı (fişek rezistans) 9- Isı reflektörü (reflektör plakası) 23- Termoeleman (sıcaklık ölçer) 10- Destek halkası (rondela) 24- Bağlama kutusu 11- Destek halkası (rondela) 25- Yüksek verimli meme 12-Kapama tapası 26- Metal O-halkası 13- Merkezleme halkası 27- Kalıp gözü tertibatı 14- Yolluk burcu 28- O-halkası

II.2.3.2. SICAK YOLLUK SİSTEMİNİ OLUŞTURAN

ELEMANLAR

Komple sıcak yolluk sistemini oluşturan elemanlar Ek-2’de gösterilmiştir. Sıcak

yolluk sistemini oluşturan elemanlar aşağıda verildiği gibi genellikle beş ana gruba

ayrılır:

a- Sıcak yolluk memesi

b- Sıcak yolluk ısıtıcıları (dağıtıcı ve meme ısıtıcıları)

c- Sıcaklık kontrol cihazı

d- Sıcaklık kontrol elemanları (termokupullar)

e- Sıcak yolluk dağıtıcısı (manifold) [3-4]

8

II.2.3.3. SICAK YOLLUK SİSTEMİNİN ÖZELLİKLERİ

Açık Akış Kanalı

Dengeli Malzeme Akışı

Değişmeyen bir Isıl Denge

Yeterli Isıtıcı Güç Kapasitesi

Isıl Genleşmelere karşı gerekli önlemler

Hızlı Renk Değişimi

II.2.3.4. SICAK YOLLUK SİSTEMİNİN AVANTAJLARI

Plastik enjeksiyonda sıcak yolluk, enjeksiyon makine memesi ucuna kadar

istenilen erime derecesinde gelen plastik malzemeyi kalıp gözü içerisine püskürtme

noktasına kadar, kalıp içinde istenilen derecede eritme ve kontrol altında tutma

sistemidir. Bu sistemle, sıcak yolluk ilk bakışta her ne kadar sadece yolluk

sarfiyatından kurtulmak olarak algılansa da, hemen her sıcak yolluk uygulayıcısı

tarafından kabul ve ispat edilmiş çok önemli faydaları vardır.

1- İşçilikten tasarruf (yolluk temizleme, kırma, depolama): Birim zamanda

alınan ürün sayısının artması, işçilik maliyetinin düşmesi, yolluk kırma sorunu

olmaması ve en önemlisi kırma olarak geri kullanılması imkansız olan çeşitli plastik

malzemelerin yolluk sarfiyatının ortadan kalktığı düşünüldüğünde çok büyük maddi

tasarruf sağlar. Yukarıda belirtildiği üzere sanıldığının aksine yolluktan kurtulma;

sıcak yolluk kullanılmasının avantajlarının önem sırasının sonlarında yer

almaktadır.[6]

2- Kalıp tam otomatik olarak çalışmaktadır.

3- Düşük çevrim süresi (yolluk, giriş, açma mesafesi)

4- Malzemeden tasarruf

5- Alandan tasarruf

6- Zamandan tasarruf

7- Makine kapasitesinden tasarruf: Sıcak yolluk sisteminin, bir enjeksiyon

makinesinin kapasitesini ortalama %20 artırdığı düşünüldüğünde 5 makine ile çalışan

bir işletme, normal yolluk sistemine kıyasla sıcak yolluk sistemi ile 6 makine

kapasitesine çıkar.

8- Makine ömrünü uzatma: Sıcak yolluk sisteminde tüm basınçlar düşeceği için

makine daha az yıpranır ve ömrü uzar.

9

9- Özel giriş tasarımların en ekonomik yoludur.

10- Yüksek parça kalitesi ( P,T, kesme gerilmeleri)

11- Küçük parçalar üretmenin en ekonomik yoludur.

12- Özel giriş tasarımları gerektiren komplike parçaların üretilebilmesinin en

sağlıklı yoludur.

13- Eğer giriş sıcak yolluğa dâhilse çıkan üründe yolluk parçası kalmaz ve ürün

için son işlem gerektirmez.

14- Kalıp gözlerinin yerleşim konfigürasyonuna dikkat edilmiş ise, pratik olarak

bütün gözler aynı zamanda, aynı şartlarda doldurulmaktadır.

15- Yolluktaki ısı ve zaman kayıpları olmadığı için, kalıp gözünün girişindeki

sıcak eriyik plastik sayesinde, ince duvarlı parçalar hızla doldurulmaktadır.

16- Sıcak yolluk sisteminde malzeme akış yolunun çapı, klasik yolluklu

kalıplara göre daha büyük seçilebildiğinden (malzeme kaybı endişesi olmadığından),

sistemdeki basınç kaybı daha az olmaktadır.

17- Düşük basınçlarda kalıplama yapıldığından, kalıplanan parçalardaki iç

gerilmeler daha azdır.

18- Özellikle çok gözlü sıcak yolluklu kalıplarda, konvansiyonel kalıplardaki

gibi doldurulacak bir yolluk olmadığı için enjeksiyonun çevrim süresi çok kısadır.

(ince duvarlı parçaların çok gözlü kalıplarındaki çevrim süresinin, büyük bir kısmı

yolluğun donmasını beklemekle geçmektedir.

19- Kontrollü açılıp kapanan büyük sıcak yolluk girişleri (valf giriş)

kullanıldığında, genel parça kalitesi iyileşmektedir.

20- Makine sınırlaması yoktur. Sıcak yolluklu kalıplar bütün enjeksiyon

makinelerinde kullanılabilirler.

21- Yalnızca baskının soğutulması gerektiğinden, baskı süresinin azaltılması

yolluk ve besleme sistemi kolayca donan kapının üzerinde sıcak olarak kalır.

22- Yolluk sistemi olmadığı için, bunların geri dönüşümü gibi bir işleme de

gerek yoktur, malzeme ve zaman tasarrufu sağlanır. Geri dönüşüm malzemenin

besleme sistemine ilave edilmediğinden üretim ve enjeksiyon miktarında üretim

esnasında sabitlik (değişmezlik) sağlanır.

23- Baskı sonrası işlemlere ve ilave işçiliğe ihtiyaç yoktur. Çünkü yollukları

koparmaya ihtiyaç yoktur, böylece bir tasarruf sağlanır. Baskı esnasında, kalıp

doldurma üzerinde polimer akışında çok iyi kontrol sağlanır. Bu, bu konuyla ilgili

bölgedeki besleme sisteminin sıcaklığını, bölgesel olarak değiştirme imkânı verir.

10

II.2.3.5. SICAK YOLLUK SİSTEMİNİN DEZAVANTAJLARI 1- Kalıp toplama süresi, iki parçalı kalıba göre daha uzundur.

2- Kalıbı enjeksiyon makinesine bağlamadan önce ısıtılması için gerekli düzenek

sağlanmamış ise, kalıbın üretime girmesi için sıcak yolluk sisteminin ısınmasını

beklemek gerekmektedir.

3- Sıcak yolluklu yeni kalıpların ilk üretime alınması, gerekli hassasiyet

gösterilmediği takdirde standart kalıplara göre daha zahmetli ve problemli olabilir.

Kalıp maliyeti, standart kalıplara göre daha yüksektir.

4- Kalıpta gerekli soğutma önlemleri alınmamış ise, sıcak yolluk girişine yakın

bölgelerde parça yüzeyinde yanma izleri görülebilir.

5- Sıcak yolluk sisteminde sürekli eriyik durumdaki malzeme, iyi

tasarımlandırılmamış bir kalıpta kaçak problemleri oluşturabilir. Sistemin sıcaklık

kontrollerine gerekli önem verilmediğinde, yolluk girişlerindeki polimer donarak

üretimi aksatabilir.

6- Naylon gibi bazı malzemeler, kalıp açıkken yolluk girişinden kalıp gözünün

içine damlayarak, bir sonraki baskıda parça üzerinde iz bırakabilir. Isıtıcı elemanlar

iyi kontrol altında tutulamaz ise, üretim sırasında yanarak arıza oluşturabilirler.

7- Bazı tasarımlarda ısıtıcı elemanların değiştirilmesi zor ve zaman alıcı olabilir.

Hammaddenin rengini veya tipini değiştirmek bazı sıcak yolluk giriş tipleri için

problemli olabilir.

8- Sıcak yolluk sisteminin genleşmesi için tasarımda gerekli önlemler alınmamış

ise, genleşme problem oluşturabilir. [6]

II.2.3.6. SICAK YOLLUK SİSTEMİNDEN İSTENEN

ÖZELLİKLER

1- Malzeme tüm akış çizgisi boyunca eşit ısıtılmalıdır.

2- Yollukların sıcak memeleri ile soğuk kalıbın birbirlerine ısı transferi

yapmamaları için temasları önlenmelidir. Aksi takdirde eğer yolluk memeleri kalıba

değerek soğursa içlerindeki malzeme donarak akışa engel olabilir.

3- Yolluk ve ürün birbirinden problemsizce ayrılabilmelidir.

4- Yollukla meme ve meme ile kalıp boşluğu arasında bağlantı en iyi şekilde

sağlanmalıdır. [2]

11

BÖLÜM III

GİRİŞ ÇEŞİTLERİ VE TASARIMI

III.1. GİRİŞ ÇEŞİTLERİ

1- Film Giriş

2- Disk Giriş

3- Halka Kesitli Yolluk Girişi

4- Tünel Giriş

5- İğne Giriş

III.1.1. FİLM GİRİŞ

Parçanın kenarı gibi bir hat boyunca kalıp boşluğuna dolum yapılmasını

sağlayan “film girişleri” denen girişler de vardır. Bu girişler düz, et kalınlığı az olan

veya cam fiber takviyeli, oryantasyona bağlı çekme yapabilen malzemelerin

kalıplanması için uygundur. Çok girişli bir yolluk sistemine nazaran bir film

geçidinin, ürün üzerinde kaynak çizgileri meydana getirmeme, boşlukları eşit

doldurma ve tutma basınçlarının iyi bir şekilde uygulanmasında kolaylık sağlayarak

yüksek kalite ve hassaslık sağlama gibi avantajları mevcuttur. Bu tür girişlerin

dezavantajlarından biri, yolluğun üründen ayrılabilmesi için son işlem

gerektirmesidir. Diğer bir dezavantajı da, eğer kalıp tek boşlukluysa mengenenin

asimetrik olarak yüklenmesine neden olmalarıdır.

III.1.2. DİSK GİRİŞ

Diğer bir çeşidi “disk giriştir”. (Şekil III.1.). Bu giriş türü, kalıp göbeğinin

sadece bir kalıp yarısına sabitlendiği döner simetrik parçaların üretilmesinde

kullanılmaktadır. Tek taraflı bir göbek için kabul edilen “maksimum göbek uzunluğu

/ göbek çapı” oranı 5:1’dir.

12

Uygulama :

Döner simetrik parçalar için kullanılır.

Avantajları:

Kaynak çizgileri oluşturmaması ve bu sebeple daha iyi mekanik özellikler

sağlaması”dır.

Dezavantajları:

Son işlem gerektirmesidir.

Bu giriş sisteminin en önemli avantajlarından biri, bir veya birden fazla noktadan

yapılan enjeksiyonla üretilen halka şeklindeki parçalarda kaçınılmaz olan kaynak

çizgilerinin oluşmasına engel olmaktır. Bu avantaj özellikle içten basınçların etkisi

altında kullanılan boru fittingslerinin üretimi için önemlidir. Bu sistemin

dezavantajlarından biri, yolluğun kalıp dışında bir son işlemle üründen ayrılmasını

gerektirmesidir. Disk giriş çeşitleri Şekil III.2.’de gösterilmiştir.

13

III.1.3. HALKA KESİTLİ YOLLUK GİRİŞİ

Uygulama: Göbeğin kalıbın iki tarafına da monte edilebildiği durumlar için

kullanılır.

Avantajları: Uzun, silindir şeklindeki ürünler için uygun olması ve kolay üretim

sağlamasıdır.

Dezavantajları: Üründe küçük kaynak çizgiler oluşumuna sebep olması ve son

işlem gerektirmesidir.

Şekil III.3 Halka Kesitli Yolluk Sistemi

14

Kalıp göbeğinin sadece tek kalıp yarısına monte edilemediği durumlarda disk

giriş yerine halka yolluk sistemi kullanılmaktadır. (Şekil III.3.) halka girişli yolluk

sisteminde eriyik malzeme öncelikle ene yolluk yakınındaki yuvarlak bir kanal

manifolduna ulaşır. Bu giriş küçük bir kesit alanına sahip kısma valfı gibi çalışır.

Bu sebeple, malzeme kalıp boşluğuna dolmaya başlamadan önce bu yuvarlak

kanalı doldurur. Bu kanalda eriyik akışlarının karşılaştığı bir nokta vardır. Bu yolluk

sisteminin en önemli özelliği göbeğin kalıbın iki tarafına monte edilebilir olması,

dezavantajı ise son işlem gerektirmesi ve küçük kaynak çizgilerinin oluşumuna

neden olmasıdır.

III.1.4.TÜNEL GİRİŞ

Diğer bir yolluk sistemi olan “tünel girişli yolluk sistemi” ise daha çok, geçidin

yanal olarak yerleştirilebildiği birden çok boşluğa sahip kalıplar için uygundur.

(Şekil III.4.)

15

Uygulama: Elastik malzemeler ve çok boşluklu kalıplarda imal edilen küçük ürünler

için kullanılır.

Avantajı: Yolluğun üründen otomatik olarak ayrılmasıdır.

Dezavantajları: Sert malzemeler ve büyük miktarda basınç kayıplarından dolayı

sadece basit parçalar için kullanılabilir olmasıdır.

Bu sistemde giriş ve yolluk kalıbın bölme çizgisindedir. Yolluğun bir kısmı

bölme çizgisindedir. Ama boşluğa yakın yerde, yolluk açıyla kıvrılarak konik bir

kanal şeklini alır ve boşluğa ulaşır. Kalıbın yollukla boşluk arasında kalan parçasının

enjeksiyon tarafında yani ana yolluk tarafında olması yolluğun kalıp açılır açılmaz

üründen ayrılmasını sağlar.

Bu özellik bahsedilen sistemin esas avantajıdır. Bu sistemin dezavantajların ise

küçük giriş alanından dolayı büyük oranda basınç düşüşlerine sebep olması ve

yolluğunun uzun olmasıdır. Bu yolluk sistemi, yolluktaki malzemenin kalıp açılırken

ürünün deformasyonuna sebep olmaması için, sadece sert ama elastik malzemelerin

kalıplanması için kullanılmalıdır. Eğer kırılgan malzemeler kullanılırsa, kanaldaki

malzemen kırılıp yolluğun tıkanmasına neden olabilir.

III.1.5. İĞNE GİRİŞ

3 plakalı kalıplar için kullanılan “iğne girişli yolluk sistemi” de yolluğun

üründen otomatik olarak ayrılmasını sağlayan diğer bir yolluk sistemidir. (Şekil

III.5.) bu yolluk sisteminin kendi bölme çizgisi olup yolluk üründen ayrı olarak

kalıptan dışarı atılır. Çıkıntılar sayesinde yolluk dışarı atılana kadar kalıbın

enjeksiyon tarafında kalır. Bu sistem çok boşluklu ve çok girişli kalıplar için

uygundur. En önemli avantajı tabii ki yolluğun üründen otomatik olarak ayrılmasıdır.

Dezavantajı ise yüksek maliyetler gerektiren ve malzeme kaybını arttıran komplike

kalıp tasarımları gerektirmesidir.

16

Uygulama: Merkezi enjeksiyon yapılan çok boşluklu kalıplarda kullanılır.

Avantajı: Yolluğun üründen otomatik olarak ayrılması Dezavantajları: Fazla malzeme kaybına sebep olması ve yüksek kalıp maliyetleridir. [7]

III.2. GİRİŞLERİN TASARIMI: GİRİŞ SAYISI VE POZİSYONU

III.2.1. Pozisyon:

a) Parça geometrisi / kalıbın doldurulması

b) Mekaniksel dayanım

c) Estetik ve Boyutlar

III.2.1.1. Parça Geometrisi / Kalıbın Doldurulması

Kesitin en kalın olduğu yer kalıbın doldurulması açısından çok önemlidir.

Çünkü ince kesitler çok hızı katılaşır ve plastik malzemesinin (eriyiği) kalıp

boşluğunun geride kalan kısmına girişini bloke eder.

Şekil III.5. Tipik Bir Üç Plakalı Kalıbın İğne Girişli Yolluk Sistemi

17

Bazı ürünlerde verilecek ilave kalınlık gerilme yığılması etkilerin azaltılmasına

yardım eder. Köpüklerin kalıplanmasında bir istisna olarak giriş kesitin en ince

yerinden verilir.

III.2.1.2. Mekaniksel Dayanım

Enjeksiyonla kalıplanan plastik ürünlerin mekaniksel dayanımı iki faktör

tarafından etkilenmektedir.

-Moleküler Yönlenme: Yönlenme tanınabilir ve tahmin edilebilir. Girişin pozisyonu

tarafından regüle edilecek-karşılanacak muhtemel en büyük gerilmelerin yeri ile

uyumlu yapılır.

Ütüleme basıncı = yüksek gerilme + yönlenme

Şekil III.6. Giriş Yeri

Şekil III.7. Köpük Malzemesi İçin Giriş Yeri

18

-Kaynak Hatları (çizgileri): Bunlar polimer eriyiklerinin kalıp içerisinde birleşmeleri

sonucu oluşur.

III.2.1.3. Estetik ve Boyutlar

-Jetting (yüzeyde)

-Kaynak hatları (yüzeyde)

-Girişlerin ayrılması (gerilme yığılması)

-Çöküntü izleri

-Büzülme

Büzülme yönlenme ile değişiklik göstermektedir. Büzülme şayet farklı

noktalarda değişik oranlarda oluşursa distorsiyon ve çarpılmaya yol açar.

III.2.2. Giriş Sayısı:

Bir tek giriş için γı max’ı hesapla-boyutları değiştir veya ayarla

III.2.2.1. Tekli Giriş

Ayrılma kolaylığı, tutarlı doldurma, kaynak hatalarını sınırlar/ önler. Bazı

hallerde kaynak hatları tek girişli kalıplarda ortaya çıkmaktadır. Bu durum yarış yolu

etkisi olarak belirlenir.

Bu sorun iki giriş kullanılarak önlenebilir. Ancak bu durumda geçerli olmayabilir.

Şekil III.8. Kaynak Hatları

Şekil III.9. Yarış Yolu Etkisi

19

III.2.2.2. Çoklu giriş

Komplike, büyük parçalarda,

Maksimum akış oranı-miktarı,

Kaynak hatları=yüklenme pozisyonunda olmamalı, estetiğe zarar vermemeli,

Akışın dengelenmesi=yolluklar, kalıp boşluğu. [3]

Şekil III.10.a-b Çoklu Giriş

20

BÖLÜM IV

SICAK YOLLUK SİSTEMİNİ OLUŞTURAN

ELEMANLAR

IV.1. SICAK YOLLUK MEMELERİ

Sıcak yolluk memeleri; malzeme sıcaklığını kontrol altında tutarak, sıcak

manifold (dağıtıcı) ile kalıp boşluğu arasında bağlantıyı sağlayarak, eriyik

malzemenin istenilen özelliklere göre kalıp boşluğuna dolmasını sağlayan izotermal

taşıyıcılardır. [4]

Memeler sıcak yolluk sisteminin en kritik elemanlarıdır. Plastik malzemenin cinsine, parça tasarımına ve parça kalitesine göre, değişik çeşit ve ebatlarda mevcut olan bu elemanlar her üretici tarafından çeşitli modellerde imal edilmektedir.

Soğuk yolluklu bir kalıbı doldurmak için ihtiyaç duyulan malzeme miktarı ile

aynı özellikleri taşıyan sıcak yolluklu bir sistem için, ihtiyaç duyulan malzeme

miktarını karşılaştırdığımızda; sıcak yolluklu sistemin ihtiyacının gerekenden daha

az olduğu görülmektedir. Bunun sebebi; eriyik malzemenin sıcaklığının meme ucuna

Şekil IV.2. Tipik Bir Sıcak Yolluk Memesi

Şekil IV.1 Tipik Bir Sıcak Yolluk Memesi

21

kadar muhafaza edilmesi ve bu sıcaklığın devamlı olarak kontrol altında

tutulabilmesidir. Böylece, istenen geri dönüşüm zamanı ve devir zamanı, uygun

malzeme miktarı tarafından kısaltılmıştır. Bu da makine veriminin artmasına

yardımcı olmaktadır. Şekil IV.1 ve Şekil IV.2’de tipik sıcak yolluk memeleri

gösterilmiştir. Memelerle ilgili daha ayrıntılı resimler Ek-2’de verilmiştir.

IV.1.1. SICAK YOLLUK MEMELERİNİN FONKSİYONLARI

1- Girişe ısı iletmek; eriyiği girişe kadar mümkün olduğunca eşit sıcaklıkta taşımalı ve burada katılaşmasını önlemeli,

2- Sıcak yolluk ile soğuk olan kalıp arasında ısı yalıtımını sağlamak; kalıp,

sıcak meme civarından uygun olmayan şekilde ısınmalıdır.

3- Ürünün kalıptan çıkarılması sırasında meme kanalı içerisinde eriyik ile

katılaşan ürün arasında temiz ve yeniden ütüleme geçmeye uygun bir ayrımı

sağlamak.

4- Dağıtıcı kanaldan memeye ve memeden kalıp gözüne geçiş sırasında

sızdırmazlığı sağlamak.

IV.1.2. SICAK YOLLUK MEME ÇEŞİTLERİ

Sıcak yolluk meme çeşitleri aşağıda bir liste halinde verilmiştir:

1. Dolaylı giriş için açık memeler

- Isıtılmış memeler

- Ön hücreli ısı iletimli memeler

2. Doğrudan nokta girişli açık memeler

- Ön hücreli ısı iletimli memeler

- Ön hücresiz ısı iletimli memeler

- Isıtılmış memeler

3. Doğrudan girişli halka kesitli memeler

- Isıtılmamış uçlu memeler

- Aksiyal sabit iğneli memeler

- Çok delikli ısı iletimli memeler

- Isı iletimli torpidolu memeler

22

- Isıtılmış memeler

- Isıtılmış torpidolu memeler

- Dıştan ısıtmalı ucu çok delikli memeler

4. İğne kaplamalı memeler

- Isıtılmamış iğne kaplamalı memeler

- Isıtılmış torpidolu kaplamalı memeler

Yukarıda liste halinde verilen meme çeşitlerinin detayları aşağıda verilmiştir. [9-6]

IV.1.2.1. Dolaylı Giriş İçin Açık Memeler

Kalıp gözlerinin, birbirine çok yakın olarak tasarlandığı durumlarda yada yolluk

girişleri birbirlerine yakın olan parçaların, tek bir sıcak yolluk memesi kullanılarak

üretilebilmesi için genelde dolaylı girişler kullanılır. Dolaylı girişte, meme ve kalıp

gözü arasındaki emniyet mesafesine dikkat edilmelidir. Çünkü enjeksiyon baskısının

sonunda yatay giriş ucunun küçük kesitli kanalında donan malzeme, kalıp açılması

ile parça üzerinden koparak ayrılmaktadır. Kalıp açık iken plastiğin kalıp içine

damlamamasını bu tapa vazifesi gören ve ısıl yalıtımı temin eden donmuş plastik

sağlamaktadır. Tasarımda daha kolay bir çözüm olmasına rağmen dolaylı girişte

sıcak yolluğun, malzeme tasarrufu ve otomatik yolluk ayırma gibi avantajları kısmen

de olsa kaybolmaktadır. [6]

IV.1.2.1.1. Isıtılmış Memeler

Sıcak yolluk büyük bir kalıpta eriyiğin, normal bir dağıtıcı kanalından meme ve

yolluk burcuna nakledilebilir. Bu tasarım, işlevi bakımından normal yolluklu sisteme

benzemektedir. Konik yay diski sayesinde memenin ısıl genleşmesinin dengelenmesi

sağlanmaktadır. Sıcak yolluk dağıtıcısının genleşmesi memenin burca doğru

kaymasına neden olur. Böylece meme açıklığı kapanır. Burada meme delik çapı,

burca göre daha küçük tutulur. Yolluk burcu ve meme tek parçadan meydana

gelmiştir. Çok gözlü tünel girişli yapısıyla problemsiz bir memedir.

Kalın cidarlı parçaları sıcak yolluklu ve düz girişli olarak enjeksiyonlanmasında

kullanılmaktadır. Termokupulların optimum konumuna dikkat edilmelidir. Dolaylı

girişle basılan şeffaf parçalarda akış izleri ve hatalar görülebilir. Tek gözlü sıcak

yolluklu kalıplarda bir meme kullanılır, bu yapı ısıtılmış yolluk burcu gibi

düşünülebilir.

23

IV.1.2.1.2. Ön Hücreli Isı İletimli Memeler

Fişek ve spiral rezistanslarla ısıtılan meme türlerinin aksine ısı iletimli meme

özel olarak ısıtılmaz. Burada iyi ısı ileten meme malzemesi kullanılarak, ısının sıcak

yolluktan girişe doğru ilerlemesi arzu edilir. Memenin yeteri derecede sıcak

kalmasını sağlamak için, mümkün olduğunca memeden kalıba daha az ısı akışını, iyi

bir ısı yalıtımıyla sağlamak gerekir. Bu görevi ise ön hücre yerine getirir. Ön hücre

burcunun içerisi, ısıyı kötü ileten plastik malzemeyle dolar ve dıştaki hava cepleri ısı

izolasyonuna yardımcı olur.

Ön hücreli ısı iletimli memeler, dıştan ısıtmalı meme çeşitlerine göre aşağıdaki

avantaj ve dezavantajlara sahiptir.

Tablo IV.1. Ön Hücreli Isı İletimli ve Dıştan Isıtmalı Memelerin Avantaj ve

Dezavantajları

Avantajları Dezavantajları

Daha ucuzdur; özel ısıtma, sıcaklık

ölçümü ve ayar donanımı gerekmez.

Meme uzunluğu yaklaşık 2D ile

sınırlandırılmıştır.

Meme ve kalıp arasında daha iyi bir ısı

yalıtımı vardır.

Yüksek reaksiyon kuvvetleri mevcuttur.

Daha az yer ihtiyacı Ön hücrede tedrici olarak tortulaşmış

malzeme, kimyasal olarak bozulur.

Dağıtıcının sıcaklığı ile memenin

sıcaklığının ısıl olarak birleşmesi.

Enjekte edilmiş parçalarda optik hatalar veya zayıf yerler bulunabilir. Bundan

dolayı optik ve kritik parçalarda ve hassasiyet gerektiren parçalarda ön hücre prensibi

terk edilmelidir. Bir kalıbın dengeli bir şekilde doldurulması işlemi, özellikle

memenin ve bilhassa giriş yerinin sıcaklıklarına bağlıdır. Burada sadece meme

bölgesindeki dağıtıcının sıcaklığı kontrol edilebilir. Bazen, memedeki ve dağıtıcıdaki

eriyik sıcaklığında artış meydana gelebilmektedir. Bu arzu edilmeyen bir durumdur.

Doğrudan girişte iyi bir yalıtım, dolaylı girişe göre daha zor olmaktadır. Ön hücre

prensibi çoğunlukla sadece bu amaç için kullanılır.

24

IV.1.2.2. Doğrudan Nokta Girişli Açık Memeler

Doğrudan girişte meme, kalıp gözünün girişine kadar uzanır. Giriş kesitini

malzemenin müsaade edilen maksimum kayma oranı belirler. Bununla ilgili olarak

bazı kılavuz değerler Tablo IV.2’de verilmiştir.[6-10]

Tablo IV.2. Nokta Girişlerdeki Girişin Boyutlandırılması İçin Kılavuz Değerler

Enjekte (basma)

ağırlığı

Nokta giriş çapı

(∅∅∅∅)

Enjekte (basma)

ağırlığı

Nokta giriş çapı

(∅∅∅∅)

10 g’a kadar 0,4 – 0,8 mm 40 – 150 g 1,2 – 2,5 mm

10 – 20 g 0,8 – 1,2 mm 150 – 300 g 1,5 – 2,6 mm

20 – 40 g 1,0 – 1,8 mm 300 – 500 g 1,8 – 2,8 mm

IV.1.2.2.1. Ön Hücreli Isı İletimli Meme

Bu gibi memelerde giriş bölgesinin şekillendirilmesi önemlidir. Çıkıntı ve

çukurların tümüyle ortadan kaldırılması isteniyorsa halka kesitli veya iğne kapamalı

meme tavsiye edilir. Ön hücre burcundaki giriş deliği, silindirik veya koniktir ve

parça üzerinde küçük çıkıntı oluşturur. PE malzemesinin enjeksiyon işleminde ön

hücre burcunda deliğin ters çevrili koni şekli uygundur. Kalıptan çıkarıldığında ön

hücrede kalan ve tapa vazifesi gören soğumuş parça diğer çevrimde eriyerek ürüne

karışır. Montaj esnasında 0,02 – 0,005 mm civarında bir deformasyon oluşmakta bu

hal ise emniyetli bir sızdırmazlık sağlamaktadır. İşleme sırasında meme malzemesi

ısınarak genleşmekte böylece sıkıştırmanın etkisi artmakta bu da meme tasarımında

önemli bir özelliktir.

IV.1.2.2.2. Ön Hücresiz Isı İletimli Meme

Mühendislik termoplastiklerinde özellikle POM (asetal) için bu meme türü

tavsiye edilir. Meme ön hücre burcu yerine giriş alanında şekillendirme plakası

üzerinde yada değiştirilebilen meme taşıma plakası üzerinde bulunur. Meme ile kalıp

arasındaki kalıp boşluğu malzemeyle dolmaz meme için tamamen veya kısmen kötü

ısı iletimli malzemelerden bir burç; örneğin seramik oksit gibi veya Ferro-Titan-

Nikro 128 kullanıldığında kalıp arasında hissedilebilir bir ısıl izolasyona

ulaşılmaktadır.

25

IV.1.2.2.3. Isıtılmış Memeler

Isı iletimli memelerin boyları ön hücreli memelere göre daha sınırlıdır.

Tecrübelere göre bu uzunluk 40 mm’yi geçmez. Daha uzun memeler ısıtılmalıdır.

Büyük memeler boru şeklindeki fişek rezistanslarla, küçükler ise spiral rezistanslarla

ısıtılır. Isıtılmış memelerin en önemli avantajı her bir meme sıcaklığının dağıtıcı

sıcaklığından bağımsız olarak kontrol edilebilmesidir. Tek bir dezavantajı

bulunmaktadır. Bu ise memenin temas bölgesinde kalıp sıcaklığının yükselmesidir.

Fakat teknik parçalar için zaten yüksek kalıp sıcaklıkları tavsiye edilir ve mahsur

oluşturmaz.

IV.1.2.3. Doğrudan Girişli Halka Kesitli Memeler

Açık memelerin bir dezavantajı, yolluk girişinde malzeme bulunması ve boşta

bekleme sırasında iplik şeklinde akmasıdır. Şayet meme giriş deliğinde girişteki

akmayı engellemek için sivri bir uç bulunursa düzgün bir yolluk girişi elde

edilmektedir. Bu uç basit bir iğne torpido veya içten ısıtılmış pinolenle

oluşturulabilir. Bu ucun diğer bir avantajı giriş alanına doğrudan ısı iletimi

sağlamasıdır. Ucun uzunluğu ve şekil sayesinde ayrılma kontrol edilebilir ve ipliksi

oluşum önlenebilir. [11]

IV.1.2.3.1. Isıtılmamış Uçlu Memeler

Bu meme üç tipte bulunur:

a) Aksiyal sabit iğneli

b) Çok delikli uca sahip memeler

c) Isı iletim torpidolu memeler

IV.1.2.3.1.1. Aksiyal Sabit İğneli

Halka kesitli iğne eriyik içinde hareketlidir. Bu sayede merkezlenmektedir.

Risk dağıtıcısının genleşmesiyle iğne memenin yan duvarına doğru eğilmektedir.

İğnenin dar kesitli olmasından dolayı, girişte de daha az ısı iletilmektedir.

IV.1.2.3.1.2. Çok Delikli Uca Sahip Memeler

Çok delikli uçlu memeler amorf ve yarı kristal malzemeler için uygundur.

Cam fiber takviyeli termoplastikler içinde sertleştirilmiş çelik uçlar monte edilir ve

bu tür malzemeler büyük hacimli olarak üretilecekse büyük giriş kesitli bir iğne

kapamalı meme veya bir açık meme kullanılır.

26

IV.1.2.3.1.3. Isı İletimli Torpidolu Memeler

Isı torpido üzerindeki girişe iletilmektedir. Torpido çok iyi ısı ileten saf

elektrolitik bakırdan imal edilmektedir. Isıtılmış torpido memeyle karşılaştırıldığında

basit olması, ucuz olması, yerden tasarruf sağlaması ve eriyiğin bölgesel olarak aşırı

ısınmasından dolayı bu memenin yanma riski bulunmamaktadır.

IV.1.2.3.2. Isıtılmış Torpidolu Memeler

Burada aksiyal hareketli torpido kapama elemanı olarak görev yapmaktadır.

Yalıtılmış yollukların içten ısıtmalı torpidoların avantaj ve dezavantajları

düşünüldüğünde baskıda memenin açılması ve kapanması ile yüksek sıcaklıklı fişek

rezistansın ömrü azalmaktadır. [6]

IV.1.3. MEMELERE AİT ISITMA ELEMANLARI

Sıcak Yolluk Memelerin Isıtılması Üç Şekilde Yapılmaktadır:

1) Dolaylı Isıtılan Memeler: Meme ısıtılmaz, gerekli ısı dağıtıcıdan temas

yoluyla iletilir.

2) İçten Isıtılan Memeler: Isıtma işlemi meme içine monte edilen fişek

rezistanslarla yapılır.

3) Dıştan Isıtılan Memeler: Memenin dış kısmına yerleştirilen spiral

rezistanslar kullanılır.

IV.1.3.1. Dolaylı Isıtılan Memeler

Dolaylı ısıtılan memelerde ısı, dağıtıcının kanallarından geçerek, ısı iletim

memesi veya torpido üzerinden girişe iletilir. Isıtma, dağıtıcının kanallarıyla

sınırlıdır. Her bir memenin sıcaklığının birbirinden bağımsız değiştirilebilmesi için

dağıtıcının ilgili kısımları ayrı ayrı ısıtabilmelidir. Bu çoğunlukla meme bölgesindeki

dağıtıcı kanal civarında ikişer ikişer sıralanmış fişek rezistanslarla yapılmaktadır.

Memeyi dolaylı ısıtmanın dezavantajı vardır; örneğin düzgün üniform bir doldurma

için göz girişinde küçük bir sıcaklık değişimi gerekli olabilir. Bunun için dağıtıcıda

çok önemli değişimlerine ihtiyaç duyulur, dağıtıcı kanallardaki eriyik sıcaklığı da

kaçınılmaz olarak değişir. Bu prensipte istenmeyen eriyikteki sıcaklık değişimidir ki

bu durum, parça kalitesini olumsuz yönde etkilemektedir. Her meme sıcaklığının

dağıtıcıdan bağımsız olarak ayarlanabilmesi daha iyi bir yoldur. Bu durum ise

doğrudan ısıtılan memelerde yapılır.

27

IV.1.3.2. İçten Isıtmalı Memeler

Meme ölçülerine bağlı kalarak meme içine takılacak fişek rezistansların boyları

ve çapları tespit edilir.(Tablo IV.3). Burada mümkün olan en uygun enerji yoğunluğu

sağlanacak şekilde fişek rezistans çapı seçilmelidir. Genel olarak, soğuma sonlarında,

kıvrımlarda daha fazla ısı üretilir ve bunun, uygun bir değişim olması istenir. Bu,

merkezde daha azdır. [10]

Tablo IV.3. Isıtıcı Kartuşların Ölçüleri

Fişek Çapı (inç) – (mm) Uzunluk (mm) Enerji Yoğunluğu

(W/cm2)

¼” - 6,35 30-75 35-23

3/8” - 9,52 30-200 27-13

½” - 12,7 50-200 20-13

IV.1.3.3. Dıştan Isıtmalı Memeler

Dıştan ısıtmalı manifold memeler, ısıtıcı bantlar, ısıtıcı fişekler veya helisel

ısıtıcı borular tarafından ısıtılır. Büyük boyutlardan dolayı, 4 W / cm2’den küçük

çıkış güçlerinde bantlar kullanılır.

IV.1.4. MEME GİRİŞ ÇAPININ HESAPLANMASI

Sıcak yolluk memesinin tasarımında iki önemli parametre vardır.

1- Basılacak plastiğin cinsi,

2- Ürünün ağırlığı.

Bu iki parametre meme giriş çapının belirlenmesinde oldukça önemlidir.

Aşağıda parçanın ağırlığına göre giriş çapı grafiksel olarak gösterilmiştir. [12]

28

IV.1.5. SICAK YOLLUKTA OLUŞAN HIZ PROFİLLERİ

İçten ısıtmalı sıcak yolluklarda ısıtma; akış kanallarının merkezinden geçen

ısıtma elemanlarıyla çevresinden yapılır.

Bu iki farklı sıcak yolluk sisteminin yolluk kesitlerinde oluşturdukları sıcaklık

profilleri de birbirinden farklıdır. Dıştan ısıtmalı yollukta oluşan sıcaklık profili

yolluk boyunca hemen hemen sabit kalırken içten ısıtmalı yollukta oluşan sıcaklık

profili merkezden kenarlara doğru geldikçe düşmektedir. Bu da pratikte içten ısıtmalı

sıcak yolluğun kesit alanında sıcak malzemeyle beraber soğuk malzeme de

bulunabileceği anlamına gelmektedir.

Bu sistemlerin sıcaklık profilleri farklı olduğu gibi hız profilleri de birbirinden

farklıdır. (Şekil IV.4)

Şekil IV.3. Plastik Cinsi ve Parça Ağırlığına Göre Meme Giriş Çapının Belirlenmesi

29

Şekilden de görüldüğü gibi dıştan ısıtmalı sistem içten ısıtmalı sisteme göre

malzeme akışı için daha geniş bir kesit sunar. Yine şekilden, içten ısıtmalı yolluk

sisteminin hız profilinin diğerlerine nazaran daha yüksek ilerleme hızlarına ve daha

büyük basınç kayıplarına neden olduğu anlaşılmaktadır. Bununla beraber dıştan

ısıtmalı sistemlerin problemleri de doğal olarak yok değildir.. Mesela dıştan ısıtmalı

yolluk sistemlerinde yolluğun tümünün ısıtılması kalıbın genleşmesine neden olur.

(şekil IV.5). Bu da genleşen kalıp içindeki sıcak yolluk memelerinin yer

değiştirmesine neden olur.

Şekil IV.5. Genleşen Kalıp İçerisindeki Sıcak Yolluk Memelerinin Yer Değiştirmesi

Şekil IV.4. Sıcak Yolluklarda Oluşan Hız Profilleri

30

Plastik malzemeler iyi yalıtkan özelliklere sahip oldukları için içten ısıtmalı

sıcak yolluk sistemi kalıpta bir genleşmeye sebep olmaz ve düşük miktarlarda

enerjiyle yetinir. Genelde içten ısıtmalı sistemler dıştan ısıtmalı sistemlere göre daha

ucuz olup, kalıp içinde de daha az yer kaplarlar. Ama dıştan ısıtmalı sistemler, daha

az basınç kayıplarına ve daha düşük gerilmelere neden oldukları için reolojik

avantajlar sunar. Dıştan ısıtmalı sistemin diğer bir avantajı da, plastik malzemenin

renginin diğerine oranla çok daha kolay değiştirilmesini sağlamasıdır. Tablo IV.4.’te

iki sistemin kendilerine has avantajları sıralanmıştır.

Tablo IV.4. İçten ve Dıştan Isıtmalı Sıcak Yolluk Sistemlerinin Avantajları

İçten ısıtmalı sıcak yolluk sistemi Dıştan ısıtmalı sıcak yolluk sistemi

Düşük ısınma enerjisi kullanılır Malzemede düşük gerilmelere neden

olur

Düşük ısıl genleşme gösterir Renk ve malzeme değişiminde kolaylık

sağlar

Ucuzdur Basınç kayıpları azdır

Daha az yer kaplar Daha çok yer kaplar.

Sıcak yolluk memeleri de “açık ve kapalı memeler (akış kesme memeleri)”

olmak üzere ikiye ayrılır. Açık memeyle ilgili iki dezavantaj vardır:

Birincisi, kalıptan dışarıya atılan ürün üzerinde küçük de olsa ( nokta şeklinde) bir iz

kalması,

İkincisi de kalıp açıldıktan sonra yolluk ile parça arasında uzun ince lif şeklinde

malzeme kalmasıdır.

IV.2. ISITMA ELEMANLARI (REZİSTANSLAR)

Sıcak yolluk sisteminde, dağıtıcılar ve gerektiğinde memeler de, ısıtıcı

elemanlarla kontrollü bir şekilde ısıtılmaktadır. [1-4] Tipik ısıtma elamanları şekil

IV.6’da bir arada görülmektedir. Ayrıca, Ek-2’de ısıtma elemanları hakkında

resimler verilmiştir.

31

Sıcak yolluk sisteminde kullanılan çok çeşitli ısıtma elemanları vardır.

Bunlardan en çok kullanılanları aşağıda verilmiştir.

IV.2.1. FİŞEK REZİSTANS Değişik çap, boy ve güçlerde imal edilip, manifold bloklarının ısıtılmasında

kullanılırlar. Çap ve boy oranında ölçü toleranslarının iyi olması ve güç

yüklemelerinin sağlıklı yapılması gerekir. Fişek rezistansların takılacağı yuvanın h7

toleransında ve pisliklerden arındırılmış olması gerekir.

Bundan dolayı takılacakları yuvaya sıkı temaslı olarak geçmelidirler. Yuvanın

bol olması durumunda, fişek rezistanslar, üzerine biriken ısıyı iletemedikleri için

normalden daha kısa ömürlü olurlar. Fişek rezistansları yuvalarına takarken, ısı

transferi pastası kullanmakta yarar vardır. Bu rezistansların ısıyı daha iyi transfer

etmelerini sağlar. (Şekil IV.7)

İleri teknolojiyle üretilen fişek rezistanslar, küçük mekânlarda yüksek güç

yoğunluğu ile zor koşullarda kullanımı mümkün kılmaktadır. Eşit ve sık adım ile

Şekil IV.7. Fişek Rezistans

Şekil IV.6 Isıtma Elemanları

32

özel bir seramik üzerine sarılan rezistans teli yüksek kaliteli ince bir tabaka

Magnezyum Oksit ile çevrelenerek, metal muhafazaya çok yakın bir pozisyonda

bulunmaktadır. Rezistans teli ile metal muhafaza arasındaki izolasyonun inceliği

dolayısı ile daha mükemmel bir ısı iletimi elde edilmektedir. [9]

IV.2.2. ESNEK REZİSTANSLAR

Esnek rezistanslar manifoldların ısıtılmasında fişek rezistanslara alternatif

olarak kullanılır. Homojen ısı dağılımı yönünden avantajlıdır. Montajı ve

bozulduğunda, değiştirilmesi fişek rezistanslara göre daha zordur. Ayrıca monifold

formuna göre kıvrılırken belli radyüslere uyulmalıdır. Keskin köşeli olarak

kıvrılmamalıdır.

IV.2.3. BORU REZİSTANS Boru rezistanslar, genellikle doğrudan ısıtılan memeli dağıtıcılarda kullanılmakla

birlikte, birçok dağıtıcının da bu tip ısıtıcılarla düzgün şekilde ısıtılması mümkündür

ve arıza yapma ihtimali de düşüktür. Isıtıcılar esnek yapıda olup bükülebilir ve

dağıtıcının alt ve üst tarafına freze ile açılmış kanallara boydan boya yerleştirilirler.

Kanal çapı ısıtıcı çapından biraz büyük işlenir, örneğin 8.2 mm ısıtıcı çapı için 8.6

mm çapında kanal hazırlanır. Isıtıcı, kanal içerisine yerleştirilir ve ısı iletim

çimentosuna gömülür. Yolluk ile ısıtıcı arasındaki mesafe ısıtıcı çapından biraz daha

büyük olmalıdır.

IV.2.4. SPİRAL REZİSTANS Sıcak yolluk memelerinin üzerine takılan ve plastiği ısıtmada kullanılan

elemandır. Termokupullu ve termokupulsuz olarak, silindirik, kare ve dikdörtgen

kesitlerde imal edilirler. İhtiyaca göre, değişik çap, boy ve wattlarda kullanıma

sunulurlar. Yuvarlak kesitlilere göre, daha fazla noktadan temas ettiği için ve dolayısı

ile daha iyi bir ısı transferi sağladığından, dikdörtgen kesitli olanlar tercih

edilmelidir.

IV.2.4.1. Kare Kesitli Spiral Isıtıcılar 3.3x3.3mm kare kesitli spiral ısıtıcılar, noktasal temas eden yuvarlak kesitli

spiral ısıtıcılara nazaran daha iyi ısı transferi sağlarlar. [8]

33

Uç Çıkış Opsiyonları Uç Çıkış Muhafazaları

1) Dik çıkışlı, 1) Paslanmaz Çelik Örgülü

2) 45 derece çıkışlı, 2) Cam Elyaf Örgülü

3) Teğet çıkışlı-sağa 3) Esnek Metal Muhafazalı

4) Teğet çıkışlı_sola

5) 90 derece çıkışlı

IV.2.4.2. Mini Spiral Isıtıcılar IV.2.4.3. Yarım Yuvarlak Spiral Isıtıcılar

IV.2.5. PİRİNÇ DÖKÜM ISITICILAR

Pirinç döküm ısıtıcılar belli özellikteki pirinç alaşımlarından üretilirler. Tipik

bir çift pirinç döküm ısıtıcı Şekil IV.11’de görülmektedir.

Şekil IV.11. Pirinç Döküm Isıtıcı

Şekil IV.8. Kare Kesitli Spiral Isıtıcı

Şekil IV.9. Mini Spiral Isıtıcı Şekil IV.10.Yarım Yuvarlak Spiral Isıtıcı

34

IV.2.6. KELEPÇE REZİSTANS (BANT ISITICILAR)

Manifoldlarda ana giriş memesinin ısıtılmasında kullanılan elemanlardır.

Değişik ölçü ve wattlarda yapılırlar. Bu tür rezistanslar ayrıca plastik enjeksiyon

makinelerinde, makine memesinin ısıtılmasında da kullanılır.

Korozyona dayanıklı paslanmaz çelik gövde, her türlü sızıntıya karşı (erimiş

plastik, su yağ vb.) tamamen dayanıklı, mükemmel izolasyon sağlayan sıkıştırılmış,

yüksek saflıkta MgO, istenilen dereceye hızla ulaşılmasını sağlayan yüksek watt

yoğunluğu (20 W/cm2'ye kadar ), yüksek çalışma ısısı, memenin her noktasına eşit ısı

transferini sağlayan pürüzsüz iç yüzey ve mükemmel yuvarlaklık, az yer kaplayan

argon kaynaklı bağlantı borusu, yüksek derecelere dayanıklı, esnek paslanmaz zırhlı,

cam elyaf örgülü saf nikel kablolu, FeConst veya NiCrNi termokupullu olarak

üretilmektedir. [9]

IV.2.7. HALKA (RİNG) ISITICILAR

Korozyona dayanıklı paslanmaz çelik gövde, her türlü sızıntıya karşı (erimiş

plastik, su yağ vb.) tamamen dayanıklı, mükemmel izolasyon sağlayan sıkıştırılmış,

yüksek saflıkta MgO, istenilen dereceye hızla ulaşılmasını sağlayan yüksek watt

yoğunluğu (20 W/cm2'ye kadar ), yüksek çalışma ısısı, memenin her noktasına eşit ısı

transferini sağlayan pürüzsüz iç yüzey ve mükemmel yuvarlaklık, az yer kaplayan

argon kaynaklı bağlantı borusu, yüksek dereceye dayanıklı, esnek paslanmaz zırhlı,

cam elyaf örgülü saf nikel kablolu, FeConst veya NiCrNi termokupullu olarak

üretilmektedir.

Şekil IV.12.Kelepçe Isıtıcı

35

IV.2.8. MODÜLER QUARTZ REZİSTANS

Özel bir seramik yuvaya yerleştirilmiş quartz borunun içerisinde spiral şeklinde

80/20 rezistans teli mevcuttur. Reflektör, yansıtma oranı çok yüksek olduğundan,

alüminize saçtan imal edilmiştir.

Bu tip rezistans kullanım amacı ve ebat olarak enfraruj seramik rezistansa

eşdeğer olarak dizayn edilmiştir. Bu tip rezistansın avantajı ısının daha çabuk elde

edilebilmesidir.

IV.3. SICAKLIK KONTROL CİHAZLARI

Sıcak yolluk sisteminde kullanılan manifold ve enjeksiyon memesindeki

ısıtıcıların (spiral ve fişek rezistanslar vb.) termokupullar vasıtasıyla sıcaklık

kontrolünü sağlayan cihazdır. Sıcak yolluk sistemini önceden ayarlanmış olan

sıcaklıklarda tutar. Kendini optimize eden, PID kumandalı ve alarmlı cihazlardır.

Şekil IV.14 Quartz Isıtıcı

Şekil IV.13 Ring Isıtıcı

36

Sıcak yolluklu kalıplar, meme ve giriş bölgelerinde sıcaklık değişimine karşı

oldukça hassastırlar. Meme bölgesindeki bir kaç derecelik bir sıcaklık değişimi

enjeksiyon hatalarına ve ıskarta malzeme oluşumuna neden olur. Hassas bir sıcaklık

kontrolü, normal ve tam otomatik bir sıcak yoluklu kalıp için önemli bir unsurdur.

Esas itibariyle her meme ayrı ayrı kontrol edilmelidir. Çünkü her memedeki eriyik

akışı sıcaklık değişiminden başlı başına etkilenebilir.

Sıcak yolluk manifoldunun kontrolü ise daha az kritiktir. Esnek boru rezistans

ısıtıcı kullanılmış küçük kanallara sahip manifoldlarda bir ölçüm ve kontrol yeri

yeterli olmaktadır. Örneğin, 4 gözlü ve direk ısıtmalı memeli bir kalıp için 5 sıcaklık

kontrol ünitesi gereklidir.

Fişek rezistansların çalışma ömrünün uzun olması arzu edilir. Çünkü yavaş

devreye giren kontrol cihazlarında meydana gelen devamlı sıcaklık dalgalanmaları

(farkları) ısıtıcı fişeklerde erken bir hasara yol açar. Bunu önlemek içinde karesel

dalgalı ısıtma prensibi tavsiye edilir. Bu karesel ısı darbesi o kadar hızlı olmaktadır

ki ısıtıcı fişek rezistans bunu sanki doğrusal ısıtılıyormuş gibi algılamaktadır. Bunu

kontrol eden algoritmada ilk ısıtma anındaki aşırı ısınmayı da önleyebilmesi gerekir.

(ilk anda darbe periyodu uzun sonra kısadır “soft start” özelliği). Fişek rezistansların

uzun ömürlü olması için otomatik bir ısıtma düzeneği kullanılması gereklidir.

Şekil IV.15. Tipik Bir Sıcaklık Kontrol Cihazı

Şekil IV.16. Tipik Bir Sıcaklık Kontrol Cihazı

37

Denetleme, ampermetre ve diğer ölçü aletleriyle yapılmaktadır. Akım

göstergesindeki bir değişiklik ısıtıcı elemanın bozuk olduğunu göstermektedir.

İşletme emniyeti ve donanımı için uygun bir kablo düzeneği uygulanmalıdır. Bütün

termokupul ve ısıtma iletimleri için kalıpta gerektiğinde bir iki merkezi konnektör

bulunur. Öyle ki kontrol cihazı maksimum iki konnekterle bağlanabilir. Sıcak yolluk

sistemi, aynı enjeksiyon makinesinde devamlı kullanılıyorsa bu düzeneğin makine

üzerine monte edilmesi daha uygundur. Aynı ölçü ve ayar donanımlarının

kullanılması aynı sıcaklık değerlerinin tekrar edilebilirliği açısından önemlidir. [13]

Sıcaklık kontrol cihazlarının okuma hassasiyeti +/-1 derecede olmalıdır. Toplam

rezistans wattını kaldıracak güçte olmalıdır. Diğer önemli bir nokta ise, cihazın ısıyı

ağır ağır yükseltmesidir. Çünkü sıcak yolluk rezistanslarının içerisinde yalıtım

malzemesi olarak magnezyum oksit tozu kullanılır. Bu malzemede üzerine nem

çekme özelliği taşıyan bir malzemedir. Bundan dolayı özellikle soğuk havalarda,

rezistansların üzerinde biriken nem tanecikleri aniden buharlaşır ve buda

rezistansların üzerinde basınç oluşmasına neden olur. Dolayısı ile rezistans ömürleri

%50 gibi yüksek bir oranda kısalır. Sıcak yolluk sisteminde, ideal sıcaklık kontrolü

her bir göze bir kontrol şeklinde olmalıdır. Tasarruf amacıyla manifoldlarda,

rezistansları paralel bağlayarak daha az noktadan sıcaklık kontrolü yapmak

mümkündür. Ancak memelerde her bir göze ayrı bir kontrol ünitesi yerleştirmek

gereklidir. [14]

IV.4. TERMOKUPULLAR

Termokupullar, sıcak yolluk manifoldu ve memesinin çalışma esnasında

sıcaklıklarını ölçmemize yarayan sıcak yolluk elemanlarıdır. Sıcak yolluk

sistemlerinde kalıplarda kullanılan ısıtıcıların sıcaklıklarını, istenilen düzeye

çıkarmamızı sağlayan elemanlara da sıcaklık kontrol cihazları denmektedir.

38

Çalışma sırasında rezistansların sıcaklıklarını kontrol atlında tutmak çok

önemlidir. Aşırı ısı yüklenmesi sonucun rezistanslar görevlerini çok kısa bir süre

sonra yapamaz duruma gelebilirler. Bu da hem üretim kaybına hem de oldukça

pahalı olan bu elemanları değiştirmek zorunda kalmamıza neden olabilir.

IV.4.1. TERMOKUPULLARIN YERLEŞTİRİLMESİ

Meme bölgesinde iki kritik yer vardır. Birincisi giriş bölgesi (meme ucu), diğeri

ise ısıtıcının çok fazla ısındığı orta bölgedir. Girişte sıcaklık önemlidir, çünkü

buradaki sıcaklık eriyik akışı ve ütüleme basıncı etkisine bağlıdır. İkinci yer olan

Şekil IV.17.Termokupul

Şekil IV.18. Termokupulun Memedeki Konumu Ve Eriyik Sıcaklığının Memedeki Dağılımı

39

ısıtıcının çok fazla ısındığı kısımda yani rezistans merkezinde eriyik için yanma

tehlikesi vardır. Uygun bir çözüm olarak bu her iki kritik yer arasındaki sıcaklığın

ölçülmesi tavsiye edilir. (Şekil IV.18.)

İçten ısıtmalı torpidolarda çoğunlukla termokupul monte edilmiş fişek

rezistanslar kullanılır. Öndeki fişeklerde termokupullar mümkün olduğunca torpido

iğnesine yakın takılmış olmalıdır.

Dağıtıcılar için memedeki gibi düşünmek mümkündür. Termokupullar kesinlikle

dağıtıcının soğuk olan kısmına yerleştirilmemelidir. Aksi takdirde dağıtıcı bloğunun

merkezinde aşırı ısınmalar fark edilemeyip tehlikeli durumlar ortaya çıkabilir. [13]

Termokupullar daha ziyade yolluk kanalı ile ısıtıcı fişeğin en sıcak yeri arasına

yerleştirilebilir. Termokupullar, esnek boru rezistans ısıtıcının kullanımında ise çok

yüksek sıcaklık bölgesine sahip dağıtıcı bloğu merkezindeki yolluk burcu yakınına

yerleştirilmelidir. Termokupulların uygun yerleştirilmemiş olması önemli ölçüde

hatalar ortaya çıkarır. Uygun monte edilmiş termokupullar, daha sonra kolayca

sökülebilir ve istenildiğinde başka bir kalıpta da kullanılabilir.

IV.5. SICAK YOLLUK DAĞITICILARI (MANİFOLD)

Manifoldun görevi, eriyik malzemeyi yolluk burcundan alıp ısıyı düşürmeden ve

uygun bir enjeksiyon basıncında, ayrı ayrı memelere dağıtmaktır. Manifoldlarda

genellikle dengeli bir akış söz konusudur. Manifoldlar genelde I, H, ve X tipli

olmakla beraber değişik şekilli olanları da mevcuttur. [15]

Malzemenin eşit uzunluktaki yolluklara iletilmesine dikkat edilmelidir. Eğer

memeler farklı sıcaklıklarda ise, kalıbın dolması sıcaklık kontrolü yapılarak kontrol

altına alınmalıdır. Sıcak yolluk manifoldu kalıbın geri kalan kısmından, uygun bir

şekilde izole edilmiştir.

Şekil IV.19. X Tipi Manifold

40

Manifold yapımında genel olarak 1.2312 çelik malzeme kullanılır.

Manifoldlarda en önemli konu, eriyik haldeki plastiği her göze eşit basınçta ve

mesafede taşımaktır. Bundan dolayı, belli sayıda göz adedi olan kalıplarda sıcak

yolluk uygulanabilir. İdeal dağılım için göz sayıları 2-3-4-6-8-12-16-24-32-48- gibi

olmalıdır. Manifoldlar istenilen ideal sürede plastik malzemeyi eritebilecek gerekli

ısıya ulaşabilmelidir. Manifoldların ısıtılmasında fişek rezistanslar veya esnek

ısıtıcılar kullanılır. Manifoldlarda yolluk kanalları basınç kaybını önlemek için

raybalanmalı ve parlatılmalıdır, köşe dönüşleri radyüslü olmalıdır.

IV.5.1. DAĞITICININ TASARIM VE İMALAT DETAYLARI

Sıcak yolluk çapını tayin etmede alt limit aşırı basınç kaybı yani aşırı

sürtünmeden kaynaklanan kayma ısısı ve üst limit bekleme (ütüleme) zamanı ile

sınırlıdır. Tavsiye edilen değerler aşağıda tabloda çıkarılmıştır.

Şekil IV.20. Temel Manifold Çeşitleri

41

Tablo IV.5. Sıcak Yolluklu Kalıplardaki Dağıtıcı Yolluklarının Boyutlandırılması

Yolluk Çapı (mm) Yolluk Uzunluğu (mm) Göz başına püskürtme (atım)

ağırlığı (g)

5

6

8

6-8

8-10

10-14

200’e kadar

200 – 400

400’den fazla

~25’e kadar

50

100

Dağıtıcı kanalların yüzey kalitesi imalat sırasında dikkate alınmalıdır. Kanalların

kenar ve köşelerinde çapaklar oluşmaktadır. Bunlar temizlenmelidir aksi takdirde

renk değişiminde parçada hatalara neden olmaktadır. Bu nedenlerden dolayı eriyikle

temas eden yüzeyler delindikten sonra raybalanmalı ve mümkünse parlatılmalıdır.

IV.5.1.1. Dağıtıcı Kanallarda Dönüşler

Dağıtıcı kanallardaki dönüşler, uygun bir sızdırmazlık sağlaması ve tortuların bu

kısımlarda birikmemesi bakımından kritik noktalardır. Dağıtıcı kanallar imalat

esnasında dağıtıcı bloğa boydan boya delinerek açılırlar. Dışarıya açık olan bu

delikler uygun formda (vidalı, konik) imal edilen tapalarla kapatılırlar. Doğru

şekillendirilmemiş olan dönüş ve tapalardan yüksek basıncın etkisi ile plastik

eriyiğin dışarıya sızma tehlikesi vardır.

IV.5.1.2. Dağıtıcı İle Diğer Elemanların Birleştirilmesi

Termal genleşme sebebiyle, pratik olarak uzun dağıtıcılar parçalı yapılarak

birbirine çeşitli bağlantı elemanlarıyla bağlanırlar. Sıcak yolluk ile kalıp arasındaki

uzama farkı sönümlenmezse, kalıp içinde dağıtıcının uzaması enine (çapraz) kuvvet

oluşturur. Bağlantı elemanları ve dağıtıcı segmanları arasında iyi bir akış olması

oldukça önem taşımaktadır.

IV.5.1.3. Dağıtıcının Montaj ve Konumlandırılması

Dağıtıcı blok, merkezdeki silindirik saplamaya oturtularak bu sayede dağıtıcının

dışarından olası bir harekete maruz kalması (burulması, merkezden kayması vb.) gibi

durumların önüne geçilmiş olur.

42

Temel montaj problemleri; dağıtıcı ve meme arasında sızdırmazlığın

sağlanması, kalıp plakası ile dağıtıcı arasında minimum ısı iletme alanı oluşturmak

ve lokal temaslarda yüksek basınçların oluşmasıdır. Dağıtıcı bloğa gelen kuvvetlerin

karşılanması ve kalıp plakaları ile temasın en aza indirilmesi için parlatılmış destek

halkaları (rondelâ) kullanılmaktadır.

IV.5.2. DAĞITICININ ISITMA GÜCÜNÜN HESAPLANMASI

Dağıtıcı bloğun ısıtma gücü aşağıdaki formülle hesaplanabilir.

P= Isıtma gücü (kW)

m= Sıcak yolluk dağıtıcısının kütlesi (kg)

c= Çeliğin özgül ısısı (0.48 kJ/kg.K)

∆T= İstenilen eriyik (proses) sıcaklığı ile dağıtıcının

ısıtmaya başlama esnasındaki sıcaklık farkı

t= Isıtma süresi (s)

hgen= Genel verim (elektriksel-termik) (yaklaşık ~0.4-0.7 çoğunlukla 0.6)

IV.5.3. KALIP TASARIMCISININ BİLMESİ GEREKENLER

Dağıtıcı bloğun kütlesi, (örn: 2 kg),

Basılacak plastiğin proses sıcaklığı (örn: PP için 200 oC)

Dağıtıcı bloğun ısıtmaya başlamadan önceki sıcaklığı (örn: 15 oC olursa ∆T =200-

15=185 oC),

Isıtma süresi (örn: 10 dakika alındığında saat cinsine çevrilir (t=10/60=0.166 saat),

alınarak dağıtıcı bloğun ısıtılması için gerekli güç (kW) cinsinden bulunmuş olur.

Dağıtıcı blok yaklaşık olarak toplam 1800 kW gücünde ısıtıcıya ihtiyaç

duymaktadır. Isıtıcı eleman olarak tasarımcı, fişek rezistans kullanacak ise dağıtıcı

bloğa kaç adet fişek rezistansın kullanılacağını belirler. Örneğin 4 adet fişek rezistans

kullanılması gerekiyorsa (1800/4=450 kW) her bir rezistansın ortalama gücü 450 kW

olması uygun bir seçim olacaktır. Her fişek rezistans minimum ve maksimum güçte

çalışabilecek şekilde imal edilmiştir. Tasarımcı, rezistans alacağı firmadan fişek

rezistans seçimi yapmak için tablodan rezistans boyuna, rezistans çapına ve ortalama

gücüne bakarak rezistans seçimini yapar. Rezistans seçimi yaparken düşük güçte

olanları tercih etmekten sakınmak gerekir, aksi takdirde dağıtıcının gerekli sıcaklığa

ulaşması için aşırı güçte çalıştırılması gerekir. Bu durum rezistans ömrünün

kısalmasına neden olur. [1]

m.c∆T P= t.ηgen

43

IV.5.4. DAĞITICI KANALLARIN ÖLÇÜLENDİRİLMESİ

Dağıtıcı kanalların boyutları; enjeksiyon basıncına, malzemenin akış oranına,

malzemenin akışkanlığına, sıcaklığa ve malzemenin bazı sabit değerlerine bağlı

olarak hesaplanır. Varsayım olarak deneyimi en gerçekçi bağıntılar ele alınmalıdır.

Çünkü bu bağıntıların gerçekliği deneysel kanıtlarla kararlaştırılmıştır. Bu nedenle

dağıtıcı kanalların boyutlandırılması en çok pratik deneyim kaynaklarına göre

yapılır. Dağıtıcı kanal kesit çapı için aşağıdaki genel denklem verilir.

D= Smax + 1,5 mm

D= Dağıtıcı kanal çapı (mm)

Smax= Kalıplanacak numunenin et kalınlığı (mm).

Dağıtıcı kanal ölçülerini tayin etmek için tasarımcıya aşağıdaki faktörleri göz

önüne alınması tavsiye edilir.

• Kalıplama hacmi

• Kalıplanan parçanın cidar kesit kalınlığı

• Yolluk burcundan kalıplama boşluklarına olan uzaklık

• Dağıtıcıların soğutulma şartları

• Kullanılan plastik malzemenin türü

Soğuk yolluk sistemlerinde, ana dağıtıcı kanal, yardımcı dağıtıcı kanal ve giriş

kanal bağlantıları, basınç düşmesini mümkün olduğunca minimize etmek için

yuvarlatılmalıdır, eğimlendirilmelidir. [16]

Şekil IV.21. Dağıtıcı Kanallar

44

IV.5.5. MANİFOLD KOLLARINDA TOPLAM GENLEŞME

MİKTARI HESABI

Manifoldların kalıp içine yerleşim planları yapılırken kollardaki genleşme

miktarı da hesaplanmalı ve bu doğrultuda uygun boşluk verilmeli, manifold gerekli

şekilde sabitlenmelidir.

Bu genleşme hesaba katılmadan sabitleme yapılması halinde manifoldda gerilme

ve çatlamalar meydana gelebilir.

Bu gerilme veya çatlamaların önüne geçmek için aşağıdaki formülden

yararlanılarak genleşme miktarı bulunabilir ve bu doğrultuda manifoldun

yerleştirileceği alan uygun miktarda genleşmeye imkan verecek şekilde geniş yapılır.

[15]

∆L= Toplam uzama miktarı (mm)

L= Manifold merkezine olan mesafe (mm)

∆t= Çalışma ısısı ile oda sıcaklığı arasındaki fark (oC)

k= Termal genleşme katsayısı (çelikler için 12.5) [15]

IV.5.6. DESTEK HALKASININ AYARLANMASI

Destek halkaları manifoldla kalıp plakaları arasında ısı transferini engellemek

amacıyla kullanılmaktadırlar. Bu destek halkaları manifoldla en az değme yüzeyi

sağlamak için içleri boş ringler halinde tasarlanırlar.

Destek plakasıyla manifold arasına ise ısıl iletimi en alt düzeye indirmek için

seramik halkalar yerleştirilmelidir. [15]

L.∆t.k ∆L= 106

45

Destek halkası kalınlığı (b2),

Manifold kalınlığı (b),

Meme flanşı yüksekliği (H),

Hava boşluğu (d),

çeliğin genleşme katsayısı (a)

H+b+b2 uzunluklarının toplamı manifold da oluşması olası genleşme göz önünde bulundurularak işlem sırasında G+0.05 mm olmalıdır.

∆t=Eriyik sıcaklığı-+ kalıp sıcaklığı (oC)

∆L= a.L1.∆t (boyutsal değişim) (mm)

b2= d+0.05-∆L (mm)

L1 = H+B (mm)

S = d b2 (destek halkasıyla manifold arasındaki mesafe) (mm)

Not: Destek halkasındaki genleşme; destek halkasıyla maifold arasında seramik

halka bulunduğundan hesaba katılmayacak kadar azdır. [15]

IV.5.7. DAĞITICILARIN (MANİFOLDLARIN) KALIPLARDA

KULLANILMASI

Birçok sıcak yolluk sistemi mevcuttur. Bu sistemler dizaynına ve kalıp

üreticilerine göre değişiklik gösterirler. İki üreticinin sistemi, birbiriyle boyut olarak

veya montaj yönünden nadiren uyumludur. Kullanılan ısıtıcı tipi, bunların kontrolleri

de farklıdır. Bazıları AC, diğerleri DC kullanır buna göre farklılıklar mevcuttur ve

Şekil IV.22. Destek Halkası Hesabında Kullanılan Değişkenler [15]

46

bunlar kendilerine göre özel ısıtıcılar-ısı kontrolleri ve transformer ünitelerine

sahiptir. Bütün sıcak yolluk tiplerini ve farklılıklarını inceledikten sonra bunları üç

ana grup içinde kategorize edebiliriz.

Grup 1- Harici ısıtılmış manifold kalıp

Grup 2- dahili ısıtılmış manifold kalıp

Grup 3- izolasyonlu sıcak yolluk kalıbı

Yukarıdaki bu gruplara ilaveten, kalıp dizayncıları ve sistem üreticileri yukarıdaki

grupların karışımını da kullanmaktadırlar.

IV.5.7.1. Harici (dışarıdan) Isıtılmış Sıcak Manifoldlu Kalıp

Şekil IV.23’de tipik harici ısıtılmış manifoldlu sıcak yolluk kalıbının yapım

planı gösterilmiştir.

Sıcak yolluk manifoldu planlarken, polimerin takılacağı ve burada degrede

olacağı (bozulacağı) ölü noktaların olmamasına dikkat edilmelidir. Eğimli kanal sonu

tıkacı; yollukların birleştiği yerlere, dik açılı bağlantı yerine ölü akma noktalarını

azaltmak için yerleştirilir. Manifold bloğuna uygulanan ısı, yolluk kanallarına yakın

yerlere açılmış deliklere konulan fişek veya bar ısıtıcılarla sağlanır. Isının blok

etrafında düzgün bir şekilde emilmesi (dağılması) için, ısıtıcıların doğru şekilde

yerleştirilmesi gerekir. Bloğun termal kontrolü, ısıtma elemanıyla akma kanalı

(yolluk) arasına konulan termokupul yardımıyla sağlanır. Bunlara ilave olarak,

ısıtıcılar içine yerleştirilmiş sıcaklık kontrol elemanları vardır (termokupul).

47

Manifold bloğuyla kalıbın diğer bölgeleri arasında ısıl dengeyi sağlamak için

hava izolasyon boşluğu dizaynı kalıba dahil edilmelidir. Yaklaşık 6 mm

genişliğindeki açıklık genel baskı açıklığı için normalde yeterli olduğu kabul edilir.

Boşluk, akma kanalları çıkışında, manifold bloğu önünde ve manifold bloğunun

arkasına, kalıp arka plakasının önüne yerleştirilmiş destekleme bloğuyla sağlanır.

Manifold genellikle sabitleme pimleri ile kalıp içinde merkezlenir. Bu pimler

örneğin, bloğun içine yerleştirilmiştir, öne doğru genişleme hareketine müsaade eder,

fakat bloğun yanlamasına hareketine direnir. Manifold sızdırmazlık contası ve kalıp

girişi arasında iyi bir kapatma istenir. Bu bağlantı kuvveti manifold bloğun

kullanılmadan önce, etkin şekilde ısıtılmaması sonucu sızdırmazlık yüzeylerindeki

polimer sızıntısı manifold ısıtıcıları patlatır. Bu durumda ısıtıcıların ve

termokupulların tekrar sarılmasına ihtiyaç duyulur ki, bu da pahalı bir operasyondur.

[6-17]

Şekil:IV 23. Tipik Harici Isıtılmış Manifold Kalıp

48

IV.5.7.1.1. Avantajları

a) Isıtılmış yolluk kesitinden tamamen erimiş polimer akışının sonucu, girişe iyi

basınç transferi.

b) Diğer sıcak yolluk sistemleriyle karşılaştırıldığında, besleme sistemindeki

küçük yolluk sistemi nedeniyle, plastiğin besleme sisteminde daha az beklemesi ve

bunun sonucu daha az polimer bozulması oluşmasıdır.

c) Termal olarak ayarlanıp çalıştırıldığında sabit verim elde edilmesi.

IV.5.7.1.2. Dezavantajları

a) Sızdırmazlık contası yatağındaki polimer sızıntısına eğimli olması için ilave

kalıp servisine ihtiyaç vardır. Örneğin, BeCu sızdırmazlık contalarını her makine

çalışmasında değiştirmek gerekmektedir.

b) Manifold bloğunun kullanmadan önce ısıtılması, manifoldun ısıtılması

yaklaşık ¾ saat alır. Bununla blok, conta ve kalıplar arasında sızıntısız kapanma

oluşur.

c) Dizaynın genel ısıtılmasından dolayı her kalıp boşluğunun polimerle besleme

kontrolü sınırlıdır. Eğer besleme kontrolü herhangi bir kalıp boşluğu için ayarlamaya

ihtiyaç duyarsa, giriş geometrisi ve sızdırmazlık contalarının delik çapı buna uyacak

şekilde değiştirilir.

d) Diğer sıcak yolluk sistemine göre, bu sistemin çalıştırılması daha az

ekonomiktir, yani daha fazla elektrik gücü harcamak gereklidir.

IV.5.7.2. Dahili Isıtılmış Manifold Kalıp

Dâhili ısıtılmış sıcak yolluk kalıbında, erimiş plastik sıcak yolluk sistemini ve

dağıtıcı bloğu takip ederek akar. (şekil IV.24). Dağıtıcı blok geniş çaplı çapraz

delinmiş akma yolu içindedir. Çelik tüplerin içlerindeki termokupullu fişek ısıtıcılar,

merkezi olarak tüpün her iki ucundan desteklenerek sabitleme pimleri ile

sabitlenmiştir. Erimiş polimer, kalıp içerisinde akarken ısıtıcı tüplerin üzerinde

erimiş olarak kalırken, bu polimer eriyiğinin aktığı tüpün dış duvarlarına dokunan

kısmı soğuyarak, izolasyon kabuğu oluşturur. Bu kabuğun kalınlığı, bunu çevreleyen

sıcak yolluk bloğunun sıcaklığıyla ve her baskıdaki bekleme zamanıyla belirlenir. Isıl

dengeyi sağlamak için, sıcak yolluk bloğunun sıcaklığı, dağıtıcı tüpler civarında

kontrol edilmelidir. Bunun için blokta soğutma kanalları açılmalıdır.

49

Blok soğutma kanallarının pozisyonu öyle olmalıdır ki, bloğun arkasından

makine plakasına geçen ve bloğun önünde kalıp dişi plakasına geçen fazla ısıyı

uzaklaştıracak şekilde olmalıdır. Fazla ısıyı sıcak yolluk bloğundan etkin şekilde

dağıtamamak, bloğun kullanımı sırasındaki çalışma penceresinin boyutlarını azaltır.

Ayrıca buna bağlı olarak baskının kalitesi zarar görür.

Her kalıp boşluğundaki kalıp doldurma kontrolü, her girişin arkasına

yerleştirilen ısıtılmış uçlu çubuklarla sağlanır. Her bir çubuk kendi fişek ısıtıcısıyla

ısıtılır ve sıcaklıkları bağımsız termokupulla kontrol edilir. Bu çubukların uzunlukları

her çubuğun omuzu altına yerleştirilmiş çubuk contalarının kalınlığı derinleştirilerek

belirlenir. Çubuk uzunluğunu ve ısıtıcı sıcaklığını kontrol ederek, kalıp doldurma

hassaslıkla kontrol edilir. Hatta oldukça dengesiz besleme sisteminde, bu sistemi

kullanarak düzenli kalıp doldurma ayarı yapılabilir.

Kalıp ayarı yapılmadan önce, ısıtma çubuğunun kullanımı sırasında etkin

uzunluğu hesaplanmalıdır ve çubuğun kullanılacağı sıcaklıkta bu çubuk tabii olarak

eskiyeceği ve uç kısmı kırılacağı göz önüne alınarak, bu ısıtma çubuğu standart kalıp

parçası olarak görülmeli ve yedeği bulundurulmalıdır. Servis maliyeti ve çalışma

sıcaklığı not edilmeli gelecekte kullanılmak üzere referans ve bilgi kayıt edilmelidir.

IV.5.7.2.1. Avantajları

a) Her kalıp boşluğuna iyi kalıp doldurma kontrolü. Her bir girişin arkasındaki

bağımsız olarak ısıtılan ve kontrol edilen ısıtıcı çubuklarla, bütün kalıbın hassas ve

dengeli kalıp doldurma kontrolü sağlanır.

50

b) Giriş problemlerinde azalma. Problemler örneğin girişteki malzemenin

sarkması veya girişin tıkanması, ayarlı ısıtılmış çubuk kullanılması sonucu

azaltılmıştır.

c) Her baskıda hassas baskı kontrolü, bozuk kalıp boşluğunu, bağımsız olarak

ısıtma çubuğunun elektriğini kapatarak devre dışı bırakabilmek.

IV.5.7.2.2. Dezavantajları

a) Sıcak yolluk bloğundan gelen kirlenme. Her dağıtıcı sonunda kör nokta

vardır, eğer burada polimer soğuyup sertleşmezse degrede olur.

b) Kullanımı sırasında renk kirlenmesi, özellikle eğer renk değişimi

hesaplanmazsa bu kirlenme olur. Kör noktaların ve polimerin aktığı kanallardaki

polimer kabuğunun kombinasyonu bütün renk kirlenmelerinin kaynağıdır ve bu eğer

daha bir sonraki kalıp kullanımında daha yüksek işlem sıcaklığı kullanırsa çok

görülür.

c) Kullanımı sırasında ısıtma çubuğu ucunda eskime ve kırılmanın oluşması.

Kullanıldığı zaman eğer bu çubuk yeterli ölçüde desteklenmezse çubuk ucu giriş

duvarıyla kolayca bozulur (yada kırılır), bu bozulmaların çoğunluğu kalıp

doldurmanın başlangıcındaki yüksek basınç safhasında (enjeksiyon) oluşur. Çubuğun

ucu tabii olarak basınçlı polimer kullanımda daha belirgindir.

d) Girişin bloke olması, degrede olmuş polimer ve yabancı maddeler genellikle

çubuk ucuyla ve giriş duvar arasında birikir, bu da kapının bloke olması sonucunu

getirir.

51

IV.5.7.3. İzolasyonlu Sıcak Yolluk Kalıbı

İzolasyonlu sıcak yolluklu kalıp (şekil IV.25), bütün sıcak yolluk dizaynlarının

en basitidir. Bu dizayn, polimerin yüksek özgül ısılı iyi izolasyon özelliğinden

faydalanarak yapılmıştır. Erimiş polimer, yolluğun içine enjekte edilir. Erimiş

polimer yolluğun soğuk duvarına dokununca bir kabuk oluşturur. Bu kabuk erimiş

polimer kalıp içine giderken izolasyon tabakası olarak işlev yapar. Akma kanalındaki

kabuğun kalınlığı, kalıp plakasının sıcaklığıyla, sistemden akan polimerin

sıcaklığıyla ve baskı süresinin uzunluğuyla belirlenir. Bu kalıp dizaynında besleme

bloğu birbirinden ayrılabilen iki plakadan ibarettir, bu iki plakanın birbirinden

ayrılmasıyla yolluk sistemine ulaşılabilir.

Büyük çaplı besleme kanallarının yarısı (yolluklar) (25-35 mm) her plakaya freze

çakısıyla işlenerek açılır. Bu iki plakanın bir araya getirilmesi ile tam yuvarlak yolluk

oluşur. Besleme plakasının hassas ısı kontrolü (kalıbın düzgün fonksiyonu için) eğer

kalıp kullanımı sırasındaki fonksiyonu düzgün değilse gereklidir. Sıcaklık kontrolünü

sağlamak için yollukların ön ve arka tarafına soğutucu kanallar açmak gereklidir.

İzolasyon plakası, örneğin, cam fiber plaka (6-10 mm kalınlıkta) ayrıca makine

plakasıyla kalıp arasına da böyle bir izolasyon plakası koyarak ısıl kayıp en aza

indirilir. İzolasyonlu sıcak yolluklu kalıpların avantaj ve dezavantajları aşağıda

özetlenmiştir.

Şekil IV.25. Tipik İzolasyonlu Sıcak Yolluklu Kalıp

52

IV.5.7.3.1. Avantajları

a) Yolluk sistemi kolayca açılıp temizlenebilir, bunun sonucu çok az malzeme ve

renk kirlenmesi oluşur. Besleme sisteminin temizlenmesi kalıp makine üzerindeyken

yapılır. Soğuyarak donmuş yolluk sistemine, kalıbın hareketli kısmının önündeki ön

plakanın vidaları ve bağlantı elemanları sökülerek ulaşılır.

b) Kalıbın çalıştırılmaya başlama süresi, diğer sıcak yolluk sistemine göre daha

hızlıdır.

c) Diğer sıcak yolluk sistemlerine göre, bu kalıbın yapımı daha ucuzdur.

d) Isıl olarak dengesiz polimerler, bu sistem kullanılarak işlenebilir.

IV.5.7.3.2. Dezavantajları

a) Yolluk sisteminin donması. Üretim sırasında duraklamalarda besleme

sisteminin donması nedeniyle, tekrar üretime başlanmadan önce, yolluk sisteminin

temizlenmesine ihtiyaç vardır.

b) Daha önceki baskıdan girişte donmuş malzemenin kalarak girişi bloke etmesi.

Girişin tıkanması, izolasyonlu sıcak yolluklu kalıplarda ciddi bir problemdir. Bu

problemin üstesinden gelmek için her girişin arkasına, fişek rezistans yerleştirilir. Bu

çeşit ısıtıcı çubuğun, kalıp dizaynına ilavesi sonucu çok uygun parça üretilebilir.

Fakat kalıp maliyetini arttırır.

c) Yolluk sisteminde basınç kaybı yüksektir. Oldukça büyük yolluk çapının

sonucunda, besleme kanalında erimiş polimerin fazla sıkıştırılabilmesinden dolayı,

fazla basınç düşmesi oluşur. [6-17]

IV.6. MALZEME FİLTRELERİ Sıcak yolluk sisteminin enjeksiyon işleminde kullanılmaya başlamasıyla daha

temiz plastik malzeme tedariki isteği de artmıştır. Plastik malzemede bulunan

yabancı ve artık maddelerin tutulması, sızıntı ve damlamaları önleyerek kirlenmenin

önüne geçilmesi ve de eriyiğin geriye akmasını engellemek amacıyla malzeme

filtreleri kullanılmaktadır. Filtrenin kullanılmaması durumunda ise artık maddeler

direkt enjeksiyonlamada küçük olan meme deliğini kolayca tıkamakta ve sonrada

sıcak yolluklu veya diğer sistemlerdeki tıkanmış enjeksiyon noktaları hatalı parça

üretiminin yanı sıra verim düşüklüğüne, üretimin aksamasına ve üretim kapasitesinin

düşmesine de neden olmaktadır. Sıcak yolluk memesinin kalıptan sökülerek

53

temizlenmesi işlemi, önemli iş kayıplarına neden olmasının yanı sıra aşındırıcı

özelliklere sahip yabancı bazı malzemelerin meme girişinde hasara neden olabildiği

de göz ardı edilmemelidir.

Değişik yapıda ve büyüklükte çeşitleri bulunan filtreler, malzeme girişine monte

edilerek kullanılırlar. Malzemenin filtrelenmesi işlemi, ya küçük kanalcıklar ya da

çok delikli elekler sayesinde yapılmaktadır.

Filtrenin delikleri, bütün kesitte merkezdeki deliğin kesitinden yaklaşık üç misli daha

büyük tasarlanarak imal edilmektedir. Kısmen de olsa kirlenmiş olan filtrelerdeki

akış daralmalarından sakınılmalıdır. Temizlenmesi için kolay sökülebilir ve

takılabilir olmalıdır, böylece tekrar kullanılabilmesi mümkün olur.

Şekil IV.26’da enjeksiyon makinesinin silindirine monte edilebilen yeni

tasarımlı bir malzeme filtresi gösterilmektedir. Daha çok tercih edilen bu malzeme

filtresinin avantajları ise;

Şekil IV.26.Yeni Tasarımlı Bir Malzeme Filtresi ve Eriyiğin Akış Düzeni

54

Çok fazla deliklerden oluşan büyük eleme odası sayesinde basınç kaybının çok

düşük olması: temiz bir elekle sadece 8 bar, dolu elekle yaklaşık 30 bar.

Uzun temizleme çevrimleri sağlaması: Filtre daha uzun süreli aralıklarla

temizlenebilmekte böylece zamandan ve işten kayıplar azalmaktadır.

Makine üzerinde temizlenebilme imkânı vermesidir. Eriyiğin sevki, normal

yolluk burcu yardımıyla gerçekleşmektedir. Yolluk burcu, makine memesiyle temas

halindedir. Şayet makine memesi yolluk burcuna piston gibi dalarsa eriyik sızıntı

olmaksızın sevk edilebilir. (Şekil IV.27.) Meme pistonu, enjeksiyon ünitesinin

küçük bir aksi darbesi ile yolluk burcundan birkaç milimetre geriye itildiğinde, eriyik

sıcak yolluktan geriye doğru çıkar ve memeden damlaması söz konusu olur. Bu

durumdan mümkün olduğunca sakınılmalıdır. Şekil IV.27’de standart ölçüleri verilen

bir malzeme filtresinin makine memesine montaj ediliş şekli görülmektedir. [18]

Şekil IV.27. Malzeme Filtresi Montajı Ve Sıcak Yolluktaki Konumu

55

IV.7. SICAK YOLLUK SİSTEMİ İÇİN ISI YALITIM MALZEMELERİ Sıcak yolluk sisteminde ısı yalıtımı oldukça dikkat edilmesi gereken hususlardan

birisidir. Bu nedenle sıcak yolluk elemanlarının kalıbın soğuk bölümleriyle temasını

engellemek için ısı yalıtım malzemeleri kullanılmaktadır. Isı yalıtım plakaları ve

seramik ringler bu malzemelere örnek olarak verilebilir. [6]

IV.8. SICAK YOLLUK SİSTEMİ SEÇİMİNDE DİKKAT EDİLECEK HUSUSLAR Sıcak yolluk sisteminin seçiminde aşağıdaki kriterler dikkate alınmalıdır:

1. Plastik malzemenin özellikleri:

*vizkozite

*cam dolgu

*mineral dolgu

*yanmazlık (alevlenme direnci)

*kayma hassasiyeti

*tanımlanmamış dolgu ve etkisi

2. İşlem-parametre:

*işleme (proses) sıcaklığı

*kalıp sıcaklığı

3. Parça ağırlığı:

*her meme için gerekli enjekte ağırlığı (çok girişli parçalarda, çok ağızlı

memelerde)

4. Meme sayısı ve girişler:

*ekonomiklik hesabı

56

5. Enjekte türü seçimi:

*direk parça üzerine

*normal yollukla

6.Giriş tipi ve geometrisi:

*konik giriş

*nokta giriş

*valfli giriş

*çevreden giriş

*normal yolluklu

*giriş ölçüleri

Bu kriterlerin hatalı seçilmeleri teknik olarak bir takım problemleri de

beraberinde getirir. Parça ve kalıp tasarımcısının karşılıklı fikir alış verişinde

bulunmaları, telafi edilemez hataların önüne geçilmesi bakımından önem arz eder.

[19]

57

BÖLÜM V

SICAK YOLLUKLU ENJEKSİYON

İŞLEMİNDE KARŞILAŞILAN

PROBLEMLER

V.1. MAKİNEDEN KAYNAKLANAN PROBLEMLER

*renk bozulması

*yanmış malzeme

Uygun seçilmemiş bir sıcak yolluk sistemi genellikle basınç kaybına sebep olur.

Eğer kullanılırsa yüksek sıcaklıklarda çalışılması istenir. Fakat bu durum genellikle

polimerin bozulmasına yol açar. Uygun seçilmemiş erime sıcaklığının sonucunda

polimerde çizgi izleri, renk bozulması ve yüzey hataları gibi sorunlar ortaya çıkar.

Isıl duyarlılığı yüksek malzemelerle çalışıldığında, malzemenin enjeksiyon makinesi

kovanında ve sıcak yollukta bekleme süresi artarsa, polimerde bozulma

(degredasyon) oluşur ve bu da parça üzerinde kirlenmelere sebep olur. Yarı kristalli

mühendislik termoplastiklerinden yüzey kalitesi yüksek parçalar elde etmek

istendiğinde de sıcak yolluklu sistemler tercih edilmelidir. Dağıtıcı kanalların ısı

izolasyonuna riayet edilmelidir. Böylece ürünün yüzey hatası riski azaltılmış olur.

V.2. PLASTİK MALZEMEDEN KAYNAKLANAN

PROBLEMLER

*dönüşümlü malzeme

*malzemenin rutubeti (nemi)

*renklendirici maddeler

*bilinmeyen karışımlar

58

Sıcak yolluk sisteminde normal yolluk sisteminden farklı olarak plastik

malzemede dikkat edilmesi gereken bir hususta, hammaddenin polimerize olmasını

engelleyen farklı katkı malzemelerinin olmamasıdır. Malzemeyi, içine karışmış olan

yabancı maddelerden arındırmak için enjeksiyon makine memesi önüne malzeme

filtresinin takılması en uygun yoldur.

V.3. İŞÇİLİKTEN KAYNAKLANAN PROBLEMLER

*kalifiye (ehliyetli olma)

*motivasyon

*zaman

Sıcak yolluk sistemlerinde kalifiye elamanla çalışılması, problemleri azaltmakta

ve zamandan tasarruf sağlamaktadır. Sıcak yolluk sistemi ile çalışan işletmeler

mümkün mertebe sistemi satın aldığı firmadan iyi bir eğitim ve servis hizmeti

garantisi almalı, ya da yedekli çalışılması (dağıtıcı, meme, termokupul vb.

elemanların yedekte bulunması) gerekmektedir. Seri üretime uygun olan bu

sistemlerde zaman kaybı üretimi olumsuz yönde etkilediği gibi kullanıcının

motivasyonu da üretime etki eden diğer önemli bir faktördür.

V.4. KALIP VE PARÇA TASARIMINDAN

KAYNAKLANAN PROBLEMLER

Kalıbın tasarımı yapılırken soğutucu kanalların konumu, sıcak yolluk sistemi ile

birlikte ele alınmalıdır. Kalıpta soğutucu kanalların memenin üst kısmından değil,

memenin uç kısmına yakın bölgeden geçirilmesi ve her meme için ayrı soğutma

kanalı uygulanması en uygun yöntemdir.

Yolluk girişine doğru konumlandırılmayan soğutma kanalları, sıcak yolluk

sisteminin çalışmasında problemlere neden olur. Yolluk girişine çok yakın

yerleştirilen soğutma kanalları girişte ön donmaya, çok uzağa yerleştirildiğinde ise

sıcak girişlere ve damlamalara neden olacaktır. Kalıp tasarımı bu konumlandırmaya

izin vermiyor ise prensip olarak girişe yakın soğutma kanallarının kullanılması

durumunda girişleri büyütmek, girişten uzak olması durumunda da girişleri

küçültmek girişin kontrolüne yardımcı olacaktır. Yolluk girişinin sıcaklık kontrolü,

59

parça kalitesi açısından çok önemlidir. Yolluk girişi etrafında ve kalıbın erkek

tarafındaki girişin tam karşısında ayrı bir soğutma çevriminin kalıp tasarımında

daima dikkate alınması gerekir.

Sıcak yolluk sistemlerindeki temel problemlerden birisi sıcak yolluk

dağıtıcısının kendisine göre daha soğuk olan kalıptan ısıl olarak yalıtılmasıdır. Sıcak

yolluğun kalıpla olan temasının en az olması, mümkünse tamamen yalıtılması

gerekir. Makine memesinin ve sıcak yolluk memelerinin karşılarına gelecek şekilde

destek halkaları yerleştirilir. Bu destek halkaları, hem dağıtıcının kalıpla olan

temasını azaltarak kısmi bir yalıtım sağlamak, hem de memelere gelen kuvvetleri

karşılamak amacıyla kullanılmaktadır. Sadece ısı yalıtımını sağlamak için yalıtım

plakaları da kullanılmaktadır. Sıcak yolluğun kalıba temas ettiği noktalarda kalıba ısı

transferi gerçekleşmekte ve kalıbın sıcaklığı artmaktadır. Mümkün olan en az temas

sağlanarak, gereksiz ısı kayıpları önlenmeli ve parçaya etki edecek olan kalıptaki

fazla ısınmalar engellenmelidir.

Isıya duyarlı malzemelerde (POM ve aleve dirençli bileşiklerde) yolluk kanalları

arasındaki geçişler olabildiğince mükemmel olmalıdır. POM (asetal), PBT ve PET

(polyester) gibi yarı kristalin termoplastiklerde, enjeksiyon işleminden sonra amorf

yapılı plastiklere göre parçada daha fazla çekme ve çarpılma meydana gelir. Kalıp ve

parça tasarımında bu durum dikkate alınmalıdır. Takviyesiz malzemelerde, parça

kalınlığı ve kalıp sıcaklığı çok fazla etkilidir. Bunun için parça kalınlıklarının eşit

olması istenir. Birden fazla yolluk girişi kullanarak ve yüksek basınç değeri elde

edilerek parçada oluşan farklı çekmeler en aza indirilir. Kalıp ısıtma sistemi iyi bir

şekilde düzenlenmeli ve ısı dağılımı mümkün olduğunca eşit olmalıdır.

Cam fiber takviyeli malzemelerde ise enjeksiyon işlemi sonrası farklı çekme

karakteristiği gözlenir. Bu da fiber yönlenmesine bağlıdır. Parça cidar kalınlığı

farkları, çekmede daha az etkilidir. Cam fiber takviyeli malzemelerde çarpılmanın

ana nedeni; akma yönündeki fiber yönlenmesinin, dik yöndeki fiber yönlenmesi ile

olan farkıdır. Parçanın cidar kalınlığı yanında simetrik olması da önemlidir.

Asimetrik parçalar akmayı geciktirir ve yönlenmeyi bozar ve sonuçta çarpılmaya

neden olur. Bu nedenle kalıp tasarımında akışın dengelenmesi gerekir. Ayrıca yolluk

girişlerinin konumu da dikkatle ele alınmalıdır. Eriyiğin geçiş noktaları ve birleşme

izleri potansiyel sebeplerdir. Özellikle cam fiber takviyeli malzemelerde kalıbın

doldurulması üzerine hassasiyetle eğilerek erimiş plastiğin öne profili üzerindeki

çalışmalarla, fiber yönlenmesi tekrar düzenlenmelidir. Örneğin, akmaya yardımcı

60

olan veya akmayı sınırlandırıcı katkılar kullanılabilir. Bu metot tecrübe isteyen ve

tasarımlarda kullanılabilinecek bir yoldur. En son ve en pahalı metot kalıpta

değişiklik yapmaktır.

Kalıplanan parçada birleşme izlerinin en az olması için, kalıp parlatma izlerinin

malzemenin akış yönünde verilmesi uygundur. Ayrıca kovan ve kalıp sıcaklığının

yükseltilmesi kadar, enjeksiyon hızının artırılması suretiyle, malzemenin soğumadan

birleşmenin sağlanması da geçerli bir yöntemdir. Buna karşın kalıptaki

havalandırmanın yerinin ve etkinliğinin de hızlı enjeksiyona müsaade etmesiyle

kalıptaki havanın sıkışarak izlerin artmasının önüne geçilebilir. Kalıpta hava

sıkışması hatalı bir kalıp tasarımı sonucu olabildiği gibi bazen de kalıpçının aşırı titiz

çalışma durumunda kalıp ayırma yüzeylerinin iyi parlatılması ve tampon pimlerinin

çok düzgün yapılması sonucu hava tahliyesi önlenmiş olur. Çünkü hava bu

kısımlardan çıkar. 0.04 mm’lik bir aralıktan plastiklerin sızma kabiliyeti çok azdır.

Bu yüzden birleşme yüzeyleri çok iyi parlatılmamalıdır.

Parçanın kalıpta kalması problemi ise; ya çok akışkan bir malzeme gereğinden

fazla bir basınçla enjekte edildiğinde, soğuma sırasında hacim küçülmesi neticesinde

vakum kuvvetlerinden kurtulmasından, ya da fazla malzeme beslenmesiyle kalıbın

dişisinde yapışmasından kaynaklanmaktadır. Bazen kalıbın dişisi erkeğe göre daha

sıcak tutularak, dişide kalma sorunu çözülebilir. Enjeksiyon hızının yavaş tutulması

durumundaysa parçada çekmenin artması sonucu, kalıbın erkek kısmında yapışma

görülebilir. Parça tasarımında yeterli açı, koniklik, pah kırma gibi kalıptan ayrılmayı

kolaylaştıracak şartlara uyulmalıdır.

Sıcak yolluk, itici sisteminde olduğu gibi mekanik olarak desteklenmelidir.

Kalıp, yolluklara yakın yerlerde zayıflar, buralar mümkün olduğunca takviye

edilmelidir.

61

V.5. SICAK YOLLUK SİSTEMİNİN

ELEMANLARINDAN KAYNAKLANAN PROBLEMLER

Sıcak yolluk sisteminin elemanlarından kaynaklanan problemler genel hatları

ile aşağıda maddeler halinde verilmiştir.

V.5.1. ISITICILAR VE SICAKLIK KONTROL CİHAZINDAN

KAYNAKLANAN PROBLEMLER.

Sıcak yolluk sistemlerinde, güç kaynağına regülatör adaptasyonuyla sabit

sıcaklığın sağlanması garanti edilir. (örn. PID kontrolü). Bu sıcaklığa duyarlı

malzemelerin işleme sırasında ısıl olarak dengelenmesini sağlar.

İyi bir sıcaklık kontrol cihazı, yüksek reaksiyon hızına sahip, otomatik parametre

düzeltme, ısıtıcının yumuşak harekete geçmesi (soft start özelliği) ve doğru yapılmış

kablo bağlantı düzeneği gibi özelliklere sahip olması gerekir. Isıtıcı elemanda bir

nemlilik tespit edilmesi halinde, kontrol cihazı ısıtıcı elemanı başlangıçta düşük

voltajda besleyerek ısıtıcı devrenin emniyetini sağlamalıdır. Enjeksiyon sırasında

yolluk girişinde oluşabilecek sıcaklık dalgalanmalarına izin vermemek için sıcaklık

kontrol cihazlarının hızlı ve hassas bir geri besleme özelliğinin olması gerekir.

Sanayi bölgelerinde şikâyet konusu olan voltaj oynamasını göz önünde

bulundurarak, besleme voltajını 230/400 VAC/45/60Hz. olarak seçerek, cihazın

etkilenmesini engellenmiş oluruz. Isıtıcı gücünü de 16 A olarak seçmemiz (yaklaşık

olarak 3600W) uygundur. Sıcak yolluk sistemi uygulamasında bu güç yeterlidir, bu

gücü geçmek tercih edilmez. Cihaz girişi ile ısıtıcı çıkışları için ayrı sigortaların

bulunması aranan diğer bir özelliktir.

Fişek rezistanslarda genellikle magnezyum oksidin nemlenmesi sonucu kısa

devre oluşur ve rezistansın patlamasına neden olur. Bundan dolayı ısıtıcının neminin

giderilmesi gerekir. (Şekil V.1.). Fişek rezistansların montajında takılacağı delik

raybalanmalı ve kör delikten kaçınılmalıdır. Kör delik, bozulmuş veya hasarlı fişek

rezistansın sökülmesine engel teşkil eder.

62

V.5.2. DAĞITICIDAN KAYNAKLANAN PROBLEMLER

POM, PA, PBT ve PET gibi polimerler için tavsiye edilen erime ve katılaşma

sıcaklığı arasında dar toleranslar vardır. Bundan dolayı sıcak yolluk dağıtıcısında ve

memesinde ısı izolasyonu daha da gereklidir. Diğer mühendislik plastiklerinin

işlenmesinde de dağıtıcı kanallarının ısı izolasyonuna dikkat edilmelidir. Böylece

üretilen parçalarda yüzeysel hatalar azaltılmış olur.

Kalıp içerisinde erimiş plastiğin aynı sürelerde kalması ve bütün gözlerini aynı

zamanda üniform olarak doldurulması dağıtıcı için istenen en önemli özelliktir.

Bunun için tabii dengeli yolluk yada akış analizi yapılarak hesaplanmış dağıtıcılar

kullanılmalıdır. (Şekil V.2)

Çok yolluklu sıcak yolluk sisteminde dağıtıcıda çıkabilecek en büyük problem;

malzemenin ve göz adedine göre dağıtıcının ağırlığı ve şeklinin uygun

seçilmemesidir. Buna bağlı olarak ısıtıcının yerleşimi ve meme eksen aralıkları da

Şekil V.1. Fişek Rezistanslarda Oluşan Problem

63

önemlidir. Dağıtıcının ısıtılması için esnek olan spiral rezistansların kullanılması

hem dağıtıcının ağırlığını azaltır hem de iyi bir ısı dağılımı sağlar.

Dağıtıcıda çıkabilecek problemlerden bir diğeri de; yüksek basınçtan dolayı

çapak oluşumu veya kalıp gözlerinin tam doldurulamamasıdır. Bunun nedeni, her

göze eşit basıncın iletilememesidir. Çözüm olarak bir akış analizi yardımı ile dağıtıcı

yapılmadan önce akışın dengelenmesi işlemi yapılmalıdır.

Uygun yolluk çapının seçimi ile renk değişimi etkinliği iyileştirilmektedir.

Ayrıca yolluk giriş uçları malzemenin takılıp kalacağı bölgeleri en aza indirecek

şekilde tasarlanmalıdır. Diğer bir iyileştirme de, malzeme akışının yön değiştirdiği

dağıtıcı köşelerinde yapılmalıdır. Klasik delme işlemleri ile imal edilen dağıtıcı

kanallarının köşelerindeki ölü bölgelerde malzeme takılıp kalmaktadır. Buralar için

özel formlu tapa lokmalarının kullanılması uygundur. Bu ise üretim hızını

düşürmeden ve en az fire ile istenen hızlı renk değişimini sağlar.

V.5.3. SICAK YOLLUK MEMESİNDEN KAYNAKLANAN

PROBLEMLER

Mühendislik plastiklerinin bir dezavantajı; bu plastiklerin aşındırıcı dolgu

maddesi veya elyaflarla donatılmış olmalarıdır. Dolgu maddesi veya elyaf takviyesi,

sıcak yolluk sistemlerinde enjeksiyon işlemini zorlaştırmakta ve aşındırmayı

artırmaktadır. Enjeksiyon işlemi esnasında, kalıplardaki aşınma özellikle akış

kanallarının daraldığı yerlerde görülmektedir. Ayrıca enjeksiyon hızının

artırılmasıyla kalıbın aşınması da hızlanmaktadır. Kimyasal aşındırıcı parçaların

ayrılmasıyla, örneğin PVC enjeksiyonlarında halojenler, POM veya Asetaldehitte

Formaldehit, PET işlemede yada çökelmeden dolayı korozif tesir eden katkılar

(Brom, klor ve fosfor bileşikleri veya metaloksitler gibi) kalıpların hasarına sebep

olabilirler (şekil V.3). Kalıplardaki hasar, abraziv olarak etki eden dolgu veya

takviye maddelerinden dolayı artmaktadır. (şekil V.4) . Cam elyaf takviyeli PA, PET

ve PBT gibi dolgu maddeli yarı kristalin termoplastiklerde de ısıya duyarlı alev

geciktirici (yanmaz) katkılı malzemelerin işleme aralığı azalmakta ve bu dolgu

maddesinden dolayı ısı iletim değeri düşmektedir.

64

Güvenli bir işlem akışının garanti edilebilmesi ve de kullanım ömrünün artması

için sıcak yolluk sistemindeki her elemanın aşınmaya ve korozyona karşı korunması

gerekmektedir. Korozyona dayanıklı krom, nikel, titanyum veya wolframlı çeliklerin

ya da dayanıklı nitrasyonla veya titanyumla yüzey sertleştirme, nikel kaplama ile

yüzey ıslahı ve de sert metal tatbiki uygun olan önlemlerdir.

Sürtünme nedeniyle zarar verecek aşındırıcı malzemeler işlendiğinde

değiştirilebilir meme kullanmak avantajlıdır. Meme malzemesi H13 çeliğinden,

değiştirilebilir meme uçlarının ise tungsten karbür alaşımlarından imal edilmesi

uygun olur. Bakır-berilyum alaşımından işlenmiş giriş uçları aşındırıcı özellikleri

olan katkılı polimerler ile kullanıldığında kısa zamanda yumuşayıp aşınmaktadır.

Tungsten karbür tozlarından kaplanan giriş uçları Rc 70 sertliği ve de bakır alaşımına

göre yüksek ısı transfer özelliği sayesinde enjeksiyonu zor olan mühendislik

plastikleri için uygundur.

Özellikle cam fiber takviyeli küçük boyutlu parçaların üretiminde, dolaylı yolluk

girişi direkt yolluk girişine tercih edilmelidir. Böylece daha az sayıda meme

kullanılarak ekonomiklik sağlanmış olur. Hem de meme delik kanalı çapı büyük

alınmış olur, bu da malzeme çıkışını artırır ve eriyik haldeki bileşiğe uygulanan ısı

daha iyi kontrol edilebilir. Birden fazla yolluk girişi için çok delikli uca sahip meme

kullanılması ile plastiğin akma mesafesi kısaltılmış olur, bu durum ise daha düşük

enjeksiyon hızı kullanılması anlamına gelir.

POM işlendiği zaman genel olarak kapamalı meme kullanımı tavsiye edilir.

Diğer malzemeler kullanılıyor ise basınç düşmesinin en az olması için iğne kapamalı

valf tipi meme kombinasyonu kullanılmalıdır. Şayet polimer müsaade edilen en

Şekil V.3. Bir Valfli (iğne kapamalı) Şekil V.4. Cam Fiber Takviyeli POM Memedeki Korozyon ve Abraziv Hasar

65

yüksek sıcaklıkta basılıyorsa, küçük bir yolluk girişi seçilip, artan kesme hızlarının

getireceği sıcaklık artışı ile plastiğin viskozitesi düşürülebilir ve plastiğin akışkanlığı

arttırılır.

Torpidolu memeler (içten ısıtmalı) ve dıştan ısıtmalı memelerin bir

karşılaştırılması şekil V.5’de gösterilmiştir. İçten ısıtmalı memeler, dezavantajlarının

fazlalığı nedeniyle çok fazla kullanılmamaktadır.

Bir sıcak yolluk memesinde en iyi verimin alınabilmesi için meme gövdesinin

korozyona karşı dayanıklı sıcak iş çeliği olması tavsiye edilir. Dıştan ısıtmalı meme

rezistanslarının bronza gömülü olması, uzun ömürlü olması, kolay değişebilmesi ve

iyi ısı dağılımı sağlaması istenir. Meme ucunun istenilen modele göre

değiştirilebilmesi, meme kafasının dağıtıcıya basit vida bağlantısı ile takılabilmesi,

farklı kalıplardaki dağıtıcılara aktarılabilmesi ve kolay sökülüp takılabilmesi gibi

özellikleri kullanıcıya büyük avantajlar sağlar.

Bilindiği gibi valfli sistem, parça üzerinde iz bırakmayan ve parça üzerindeki

basıncı düşürmesi iyi mühendislik plastikleri ile çalışışı ile birlikte diğer bir önemli

özelliği de sistemlerde dağıtıcıda oluşan gazın meme ucuna basınç yaparak akıntı

yapmasını önlemektir. Hidrolik ve pnömatik sistemlerin kullanılması ile bunun

oluşumu engellenmiş olur. Ayrı bir kontrol ünitesi kullanılmakla birlikte enjeksiyon

makinesine da bağlanıp kontrol edilebilir.

Sıcak yolluk memelerinde eriyik sıcaklığının meme boyunca aynı olması istenir.

Memedeki sıcaklık dalgalanmaları, malzemenin meme kanalında donmasına veya

aşırı ısınmasına neden olur. Üniform bir sıcaklık dağılımı için meme rezistansının iyi

tasarlanması bilhassa meme ortasında rezistans aralıklarının artırılması doğru bir

yaklaşımdır. Şekil V.6.

Şekil V.5. İçten ve Dıştan Isıtmalı Memelerin Karşılaştırılması

66

V.5.4. MEME GİRİŞ SİSTEMLERİNİN MEVCUT PROBLEME

GÖRE DEĞİŞTİRİLMESİ

Sıcak yolluk memesinde giriş sistemlerinin meme ucunda ve parça üzerinde

meydana gelebilecek olası problemlerin giderilmesi için şekil IV.7’de bazı

alternatifler gösterilmiştir.

Şekil V.6. Sıcak Yolluk Memelerinde Rezistansa Bağlı Olarak Sıcaklık Dağılımı

Şekil V.7. Meme Giriş Sistemlerinin Mevcut Probleme Göre Değiştirilmesi

67

Özel olarak doğru seçilmiş ve boyutlandırılmış yolluk girişi (meme girişi) şu

özellikleri taşımalıdır:

- Polimer yapısının bozulmasını önleyen rahat bir malzeme akışını sağlamalı,

- Damlama veya erken donmaya izin vermemeli,

- Parça üzerinde en az artık izi bırakmalıdır.

Uygun seçilmemiş ve boyutlandırılmamış yolluk girişleri ise şu sonuçlara yol açar:

- Parça kalitesinde düşüş,

- Parçada akış izleri

- Yolluk girişi etrafında hale şeklinde izler,

- Parça üzerinde ipliklenmeler,

- Parçada artık gerilmelerin neden olduğu şekil bozuklukları, çarpılmalar,

- Polimerde ısıl bozulma,

- Parçanın tam doldurulmaması,

- Girişin önceden donması,

- Parça üzerinde kötü bir artık izi bırakması, [19]

68

BÖLÜM VI

SICAK YOLLUK KAÇAKLARININ

SEBEPLERİ

VI.1. KAÇAKLARININ SEBEPLERİ

Sıcak yolluk sistemlerinin çoğunun kaçak yapmasının nedeni zayıf tasarım

olmayıp, sistemlerin tasarlanmış çalışma sınırlarının dışında çalıştırılmalarıdır.

Kaçağın en yaygın olduğu yer meme ve manifold arasındaki sızdırmazlık noktasıdır.

Memelerin bir katı etek tasarımına sahip olduğu tipik bir sıcak yolluklu sistem için

tasarım kriterleri komponentin yüksekliğinin daha az olmasını gerektirir. Boyutlar

arasında genellikle soğuk boşluk olarak bilinen fark sistem çalışma sıcaklığında iken

bileşenlerin ısıl genleşme nedeniyle çarpışmalarını önlemek için

gereklidir.(Şekil.VI.1.)

Örneğin 60 mm kalınlığındaki bir manifold ile 40 mm yüksekliğindeki

komponent (toplam 100 mm) oda sıcaklığından çalışma sıcaklığına (230 oC) kadar

0,26 mm büyüyecektir. Eğer soğuk boşluk olmasaydı ısıl genleşme memenin

eteğinin çarpmasına sebep olurdu. Soğuk durumda pozitif sızdırmazlığın olmaması

sıcak yolluk kaçağının ana nedenidir. Sistemin sızdırmalık sağlaması için (memeden

manifolda) iki bileşeni iterek birbirinden ayırmak isteyen enjeksiyon kuvvetlerine

direnebilecek kadar yeteri kuvvet (örn:10,000 kg) oluşturmak üzere çalışma

sıcaklıklarına ulaşılmak zorundadır. Tecrübesiz operatörler tam çalışma sıcaklığına

ulaşmayı beklemeyebilirler veya daha da kötüsü sistemin ısıtıcısını açmayı

unutabilirler. Bir soğuk boşluk ile tasarlanmış bir sıcak yolluk sistemi çalışma

sıcaklığına ulaşmadan kaçağı önlemek üzere yeterli yüzey basıncına sahip

olmayacaktır.

69

Kaçak; sıcak yolluğun kaza eseri aşırı ısıtılmasının ardından da meydana

gelebilir. Burada tekrar etmek gerekirse; katı etek tasarımlı memeler ısıl genleşme

için düşük esnekliğe sahiptirler. Eğer bir önceki örneği kullanırsak (manifold +

meme = 100 mm yükseklik); bu sistem kaza eseri ( 420 oC) ısıtılmış olsa

komponentler ilave bir 0.24 mm büyüyecektir. Bu durumda kuvvet 20.000 kg’dan

fazla olacaktır ki bu değer eteğin akma dayanımının üzerindedir. Dolayısıyla kuvvet

eteğin kalıcı bir şekilde deforme olmasına sebep olur. Aşırı ısıtılmış bir sistem

kendisinin çalışma sıcaklığına (230 oC) döndüğünde kaçağı önlemek üzere gerekli

olan sızdırmazlık basıncını oluşturmayacaktır. Eriyik plastik kaçağından

kaynaklanan hasara ek olarak aşırı sıkıştırılmadan kaynaklanan kalıcı hasar nedeniyle

memelerin hepsinin değiştirilmesi gerekecektir.

Memeler ve manifold üzerindeki doğru ön yüklemenin oldukça kritik olması

nedeniyle; sistem kaçağından sakınmak için sıcak yolluk üreticisi tarafından sağlanan

Şekil VI.1. Sıcak Yolluk Kaçağı

70

ölçülere ve toleranslara uygun davranma zorunluluğu vardır. Kalıp üreticileri tüm

egzoz yüksekliklerini ve cep boyutlarını sıcak yolluk üreticisinin katalog değerlerine

göre dikkatlice kontrol etmelidir. Ortaya çıkan herhangi bir sorun derhal sıcak yolluk

üreticisi ile tartışılarak çözülmeye çalışılmalıdır.

VI.2. KAÇAĞI ÖNLEMEK İÇİN MEME TASARIM OPSİYONLARI

Tablo VI.2 a-b-c ve d manifold ve meme arasındaki sızdırmazlığı sağlamak için

farklı meme tasarım opsiyonlarını karşılaştırmaktadır. Tablo a aktif kaçak önleme

unsuru olmayan katı etek tasarımını göstermektedir. Tablo b, arkasından manifolda

cıvatalanmış memeyi göstermektedir. Memeyi manifolda bağlamak için yüksek

sıcaklık vidaları kullanılmıştır ve soğuk koşullarda pozitif sızdırmazlık sağlamakta.

Buna rağmen sistem hala soğuk boşluğa ihtiyaç duymaktadır. Bu yaklaşım memeden

manifolda pozitif sızdırmazlık sağlamasına rağmen komponentleri aşırı ısıtmadan

kaynaklanan termal genleşmelere karşı korumamaktadır. Tablo c, meme ve manifold

arasında düşük kavitasyonlu sistemler için en basit ve en ucuz pozitif sızdırmazlık

yöntemini göstermektedir. Manifolda vidalanmış olan meme genleşen manifold ile

beraber hareket etmektedir. Bu tasarımla ilgili minimum meme yüksekliği ve geniş

adım boşluğu ile ilgili sınırlamalar vardır. Tablo d, katı etek yerine yaylı tasarımlara

sahip bir memeyi göstermektedir. Yay soğuk koşullarda ön gerilme sağlamakta ve

aynı zamanda sistemin kazara aşırı ısıtılması durumunda termal genleşmelerden

Şekil VI.2 Manifold Cebindeki Meme Komponentlerinin Termal Genleşme ve Egzoz Yükseklikleri

71

kaynaklanan etkilere karşı sistemi korumakta. Bu +- 90 oC’ye kadar geniş bir çalışma

çerçevesi sağlamaktadır.

Tablo VI.2. Manifold ve Meme Arasındaki Sızdırmazlığı Sağlamak İçin Farklı

Meme Tasarım Opsiyonlarının Karşılaştırılması.

TABLO - a TABLO - b TABLO - c TABLO - d

Meme eteği Katı Katı Yok Esnek

Soğuk durumdaki

pozitif sızdırmazlık

Hayır Evet Evet Evet

Meme pozisyonu Girişe sabit Girişe sabit Manifold ile

hareket eder

Girişe sabit

Aşırı ısınma

koruması

Hayır Hayır Hayır Evet

Çalışma aralığı + / - 10 oC + / - 10 oC + / - 90 oC

VI.3. KAÇAK NASIL TESPİT EDİLİR

Sıcak yolluk kaçağının tespit edilmesi genellikle zordur. Kalıbın dışından her

zaman görülemediği için. En kötü durumda plastiğin elektrik konektörlerinden ve

sistemin diğer açıklıklarından dışarı aktığı görülür. Bu anda sıcak yolluk genellikle

tamamen plastikle dolmuş olur. Oysa böyle şiddetli bir hata ortaya çıkana kadar

dikkatli bir operatörün görebileceği sinyallerde vardır.

İlk sinyal plastiğin sisteme enjekte edilmesine rağmen boşluklara hiçbir plastiğin

erişememesidir. Yeni bir sıcak yolluk sisteminin çalıştırılmasında sıcak yolluk

sistemi içinde kaç basımlık malzeme olduğunu operatörün bilmesi gerekir. Örneğin,

eğer sıcak yolluk 3 baskı ihtiva ediyorsa boşluklarda 3 baskı sonucunda malzeme

olması gerekir. Aksi takdirde malzeme manifold ceplerinde kaçak şeklinde

kaybolmaktadır. Her zaman makine üzerindeki baskı hacminin doğru olduğu sistem

çalıştırılırken kontrol edilmelidir.

72

Baskı esnasındaki kaçağın varlığına dair diğer bir sinyal ise doğru şekilde

basılmamış ani ve rasgele parçalardır. Makine tarafından sağlanan baskının bir kısmı

kaçaklar yüzünden manifold ceplerine gittiğinden parçalar düzgün bir şekilde

doldurulamamaktadır. Makine kontrollerinde bu proses tampon kaybı olarak

gözükmektedir.

Büyük bir kaçak ile termal yalıtıma bağlı olarak ısı kaybından dolayı ısıtıcılar

daha fazla ısı çekecektir. Plakalar arasındaki yalıtıcı hava boşluğu ve sıcak yolluk

komponentleri plastik ile dolduğundan dolayı daha fazla ısıya ihtiyaç duyacak buda

sistemin enerji ihtiyacını artıracaktır.

Eğer operatör kaçak tespit ederse sıcak yolluk durdurulmalı ve sistem

soğuduktan sonra incelenmelidir. İlk adım meme sızdırmazlıklarını incelemek üzere

dişi plakanın çıkarılmasıdır. Bazı sistemler durma zamanını azaltmak üzere bunu

makine üzerindeyken yapılmasına izin verir. Manifold ve meme arasına ek olarak

sistem aynı zamanda meme ve giriş arasından da kaçırmış olabilir. Eğer sistem ön

yüklemeli değilse kaçaklar çoğunlukla meme ve manifold arasında olur. Memelerin

ön yüzlerinin incelenmesinden sonra kaçak görülmemişse sıcak yolluk makineden

çıkarılmalı ve arka plaka çıkarılmalıdır. Eğer bir damla civarında az bir kaçak

görülürse o komponentler sökülmeli ve dikkatlice incelenmelidir. Meme

incelenmesine ek olarak oyuk derinlikleri de ölçülmelidir. Kayda değer miktarda

kaçak olan sistemler için arka plakanın tekrar yerine takılıp sistemde farklı renkte bir

birkaç baskı yapılması (20 ila 50 arası) kaçağın kaynağının tespit edilmesi için

avantajlı olabilir. Büyük kaçakların kaynağını tespit etmek için az miktarda baskı

yeterlidir. En son rengin bulunduğu bölge sistemdeki kaçağın başladığı noktayı

gösterir.

Kaçağın miktarına bağlı olarak sistem elle temizlenebilir veya polimer

temizleme prosesine gönderilebilir. Meme ısıtıcılarının ve termokupullarının

sökülmesinden sonra sıcak yolluk polimer temizleme prosesinde sıvı bir yatağın

içine konulup 450 oC’ye kadar ısıtılıp sıcak yollukta kalan tüm plastiğin

buharlaşması sağlanır.

Sistem temizlendikten ve kaçağın sebebi tespit edildikten sonra bütün

komponentlerin ölçülerinin kontrol edilmesi tavsiye edilir. Temizleme prosesi

esnasında aşırı ısınmadan dolayı zarar meydana gelmiş olabilir. Böyle bir durumda

parçaların değiştirilmesi gerekir. [20]

73

BÖLÜM VII SICAK YOLLUKLU KALIP ÇEŞİTLERİ

VII.1. TEK GÖZLÜ KALIPLARDA MERKEZDEN GİRİŞ Bu en basit sıcak yolluklu kalıp türünde sıcak yolluk, konvansiyonel yolluk

burcu ile yer değiştirmiştir. Isıtılmış yolluk burcu veya ısıtılmış meme sayesinde

plastik eriyik, ya doğrudan kalıp gözüne ya da yolluk dağıtıcılarına açılır. (Şekil

VII.1) kalıp gözlerine veya yolluğa bağlı olmasına göre doğrudan veya dolaylı giriş

olarak adlandırılır. Normal yolluklu nokta girişle karşılaştırıldığında aşağıdaki

avantajlara sahiptir.

* Sıcaklık kontrolü,

* Malzeme çerçevesinden bağımsız olma,

* Herhangi bir mesafeye bağlantı yapılabilmesi dolayısıyla büyük kalıplara

uygunluk,

* Meme tasarımına bağlı olarak daha az basınç kaybı ve daha temiz bir giriş izi.

VII.2. TEK GÖZLÜ KALIPLARDA KENARDAN GİRİŞ İzafi olarak büyük parçalarda kalıp boyutları tek gözlüye izin vermiyorsa, parça

merkezinden giriş izi istenmediği veya malzeme belirli bir yönlenmeyle elde edilmek

istendiğinden genellikle kenardan giriş kullanılır. Bu durumda sıcak yolluk dağıtıcısı

(manifold) eriyik haldeki malzemeyi kalıbın merkezinde bulunan makine

memesinden kenarda bulunan girişe aktarır. (şekil VII.2)

Şekil VII.2.Kenardan Giriş

Şekil VII.1 Merkezden Giriş

74

VII.3. ÇOK GÖZLÜ KALIPLARDA MERKEZDE VE DOLAYI KENARDAN GİRİŞ Sıcak yolluk, malzemenin çoğunlukla kalıp ayırma yüzeyi dağılmasının istendiği

hallerde kullanılır. Bu durum özellikle eğer parçanın merkezden girişli yapıldığı

(şekil VII.3) veya malzemenin farklı gözlere farklı yolluklardan taşındığı çok gözlü

kalıplarda dolayı kenardan giriş (şekil VII.4) gereklilik halini almaktadır.

Parçanın kalıptan çıkarılması problemlerine de yol açabilecek olan büyük hacimli

yolluğa sahip üç plakalı kalıplarla karşılaştırıldığında malzeme tasarrufu sağlamak ve

yollukların yeniden kazanılması için kırılma maliyeti de ortadan kalkmaktadır. Diğer

avantajı ise; daha az basınç kaybı, daha iyi bir basınç iletimi ve daha kısa çevrim

zamanıdır.

VII.4. TEK GÖZLÜ KALIPLARDA ÇOKLU GİRİŞ Büyük akış boyu/cidar kalınlığı oranına sahip genellikle büyük parçalar, cidar

kalınlığını korumak ve kalıbın üniform olarak dolmasını sağlamak için çoklu girişe

ihtiyaç duyarlar. Eriyik malzeme ayrılma yüzeyi üzerinde bulunan açıklıklardan

dağıtılmıyorsa kalıp gözü içine ayrılma yüzeyi dışından taşınır. (şekil VII.5)

Şekil VII.5.Tek Gözlü Kalıplarda Çoklu Giriş

Şekil VII.3. Çok Gözlü Kalıplarda Merkezden Giriş

Şekil VII.4. Çok Gözlü Kalıplarda Kenardan Giriş

75

VII.5. ÇOK GÖZLÜ KALIPLARDA DOĞRUDAN KENARDAN GİRİŞ Dağıtıcılarla kenardan giriş yapılan çok gözlü kalıplar üzerinde çok fazla çaba

sarf etmek gereklidir. (şekil VII.6) Bu tekniğin az kullanılmasının nedeni

sızdırmazlığın sağlanmasının çok zor olmasıdır. Çünkü makinenin kilitleme kuvveti

bu amaç için uygun değildir. Çoğu hallerde, bazen tünel girişlerle birlikte kullanılan

kenardan girişler ayırma yüzeyi düzlemindeki standart yolluklarla da kullanılır.

VII.6. ÖZEL HALLER İÇİN GİRİŞLER (KADEMELİ-KATLI

KALIPLARDA)

Sıcak yolluklarla ergimiş malzemenin taşınması akış yolunun serbestçe

seçilebilmesine imkân sağlamaktır. Malzemenin itici tarafından veya kalıbın dışından

yönlendirilmesi dahi mümkündür. Şekil VII.7’de bu tür bir uygulama

gösterilmektedir. Bu tür kalıplara kademeli kalıp veya katlı kalıp isimleri

verilmektedir. [10]

VII.8. KALIP TASARIMINDA DİKKAT EDİLMESİ GEREKEN

KURALLAR

Parça Resmi:

Parçanın kullanabilirliği parçanın tüm ölçüleri doğru mu?

Parça kalıplamaya uygun mu?

Parçada çıkış açıları verildi mi?

Parça modeline çekme payı verildi mi?

Şekil VII.7.Özel Haller İçin Girişler

Şekil VII.6.Çok Gözlü Kalıplarda Doğrudan Kenardan Giriş

76

Basılacak Malzeme:

Basılacak malzeme biliniyor mu?

İçindeki katkı malzemeleri biliniyor mu?

Belirlenen çekme payı doğru mu?

Çıkacak ürünün kullanılacağı yer biliniyor mu?

Yıllık ürün ihtiyacı nedir?

Kalıp:

Kalıp kaç gözlü isteniyor?

Parçanın görünen yüzeyi neresi?

İtici izleri nerede olmalı?

Enjeksiyon flanş çapı doğru mu?

Alıştırma yüzeyi doğru belirlendi mi?

Kalıpta dik çalışan alıştırma yüzeyi var mı?

İtici stroku doğru belirlendi mi?

Çekme payı uygun verildi mi?

Yolluk tipi belirlendi mi?

Kalıp sıcak yolluklu ise, manifold seçimi doğru mu?

Rezistanslar ve termokupul sayısı doğru mu?

Detaylandırma:

Kalıp parça detay resmi

Resim ifadesi anlaşılabilir mi?

Kesitlerde eksiklikler var mı?

Görünüşler doğru çıkarıldı mı?

Toleranslar nedir?

Yüzey isleme işaretleri?

Elektrot referans resimleri.[16]

77

VII.9. KALIP TASARIMI

Sıcak yolluk firmasının önerdiği tasarıma tümü ile uyulmalıdır. Ölçü ve

toleranslar, hava boşlukları, sıcak yolluk sisteminin montajında kullanılacak vida

tipi, boyutu, adedi, montaj yöntemi, sıkma torkları tamamen sıcak yolluk üreticisinin

tasarımına uygun olmalıdır.

Kalıp tasarımında da manifold ve sıcak yolluk memelerindeki genleşmeler ile

boyut değişiklikleri ve eksen kaçıklıkları olacağı hesaba katılarak gerekli toleranslar

verilmelidir.

Malzeme:

Kalıpta kullanılan manifold plakasının sertliği minimum 35-42 HRc olmalıdır.

Ayrıca manifold merkezleyicilerinin bastığı yüzeylerde sertleştirilmiş plakalar (45-

50HRc) kullanılmalıdır.

Yolluk giriş bölgesindeki kalıp çeliğinin kalitesi en az 1.2344 ve 48-50HRc

olmalıdır.

Soğutma:

Yolluk girişinin karşısında, kalıbın erkek tarafında müstakil bir soğutma çevrimi

kullanılmalıdır.

Valf girişler için bu soğutma çevrimi püskürtme tipi spiral bir soğutma olmalıdır.

Kozmetik parçalarda parça yüzeyinde hale şeklinde izlere (dalgalanmalara) mani

olabilmek için yolluk giriş ucunun etrafında da ayrı bir soğutma çevrimi dikkate

alınmalıdır.

Kalıp Üretimi:

Yolluk giriş bölgesinde EDM işlemi uygulanmamalı, uygulanır ise, çeliğin

sertleşip kırılganlaşmasını önleyecek düşük amperlerin kullanıldığı parlatma

kalitesindeki bir erozyon işlemi yapılmalıdır.

Bu bölgede çeliğinde sertleşme yaratabilecek hiç bir nitrürasyon ve krom

kaplama gibi işlemler uygulanmamalıdır.

Çok gözlü kalıplarda yolluk giriş bölgelerindeki çap derinlik gibi tüm boyutlarda

ölçü farklılıkları 0.02 mm yi geçmemelidir.

78

Enjeksiyon yapılan malzemenin gerektirdiği kalıp sıcaklığı 400 oC nin üzerinde

ise kalıbın bağlantı plakasının üzerinde bir izolasyon plakası kullanılmalıdır.

Manifold plakasının alt kısmında (kalıbın alt tarafında) boşaltma delik veya

kanalları açılmalıdır. Bu sayede herhangi bir nedenle su veya hidrolik kaçağının

manifold plakası içindeki ısıtma ve ölçme kabloları ile teması ve kısa devre olasılığı

azaltılmış olacaktır.

Özellikle çok gözlü kalıplarda kalıbı enjeksiyon makinesinden sökmeden, yolluk

giriş uçlarına ve sıcak yolluk memelerine kolayca erişebilmek için kalıbın dişi

plakasını erkek plakasına sabitleyebilecek bir kilit sistemi öngörülmelidir.

VII.10. SICAK YOLLUKLU KALIPLARIN ÇALIŞTIRILMASI

VII.10.1. Enjeksiyon Makinesine Bağlamadan Önce

Sıcak yolluk sistemindeki her sıcak yolluk memesi ve her manifold bölgesi için

“Sıcaklık Kontrol Cihazın” da ayrı bir sıcaklık kontrol kartı kullanılmalıdır.

Kalıbı prese bağlamadan önce tüm ısıtıcı ve sıcaklık ölçerlerin, kablo

bağlantılarında kopukluk ve kısa devre olmadığı kontrol edilmelidir.

Sıcak yolluk sisteminin, “sıcaklık kontrol cihazı” ile bir ön ısıtmaya tabi

tutulması önerilir.

Isıtıcı rezistanslarında kopukluk olmadığı daima ohmmetre ile kontrol edilmeli.

Isıtıcının ohm değeri, katalogdan kontrol edilmeli.

Isıtıcı tel ile toprak arasında hiç bir ohm değeri okunmamalı.

Nem almış ısıtıcılarda Megaohm değerleri (250 Kohm - 10 Mohm)görülebilir. Bu

durumda ısıtıcılar kurutulana kadar 100-120 oC arasında ısıtılmalıdır.

İzolasyonun rezistansı 250 Kohm değerinin altında ise ısıtıcıya hiç bir zaman tüm

güç uygulanmamalıdır.

Sıcaklık ölçer kablolarının “+” ve “–” uçları ohmmetre ile kontrol edilmeli.

Sıcaklık ölçerin ucuna ısı uygulandığında ohmmetre ibresi hareket etmiyor ise

sıcaklık ölçer değiştirilmeli.

Sıcaklık ölçerin uzunluğuna göre ohmmetre de 9 ila 25 ohm arasındaki değerler

okunmalıdır.

Daima “Soft Start” özelliği olan Sıcaklık Kontrol Cihazı kullanılmalı.

Hiç bir zaman yüzdelikli (açık çevrimli) sıcaklık kontrolü kullanılmamalıdır.

79

Enjeksiyondan önce sıcak yolluk sisteminin ısıtıcı planından, bölge numaralarına

göre hangi sıcak yolluk memesinin hangi kalıp bölgesinde olduğundan ve sıcaklık

kontrol cihazının hangi ısıtıcı bölgesine bağlı olduğundan emin olunmalıdır.

Isıtıcı bağlantı şeması, kalıpla birlikte makineye gitmelidir (Standart

şema+konnektör).

VII.10.2. Enjeksiyon Makinesine Bağladıktan Sonra

Enjeksiyon makine memesi çapı, sıcak yolluk sisteminin malzeme giriş çapına

eşit veya en fazla 1mm daha küçük olmalıdır.

Yolluk girişine iyi oturmayan makine memesi, malzemede yüksek kesme

gerilmelerine, basınç kayıplarına ve renk değişimlerinde problem yaratacak ölü

bölgelere neden olacaktır:

> Yüksek Kesme Gerilmeleri

> Basınç Kayıpları

> Ölü Bölgeler

> Düşük Kesme Gerilmeleri

> Basınç Kaybı yok

> Ölü Bölge yok

> Hızlı renk değişimi

Tüm su bağlantıları, var ise hidrolik ve pnömatik bağlantıları yapılıp test

edilmeli.

Hidrolik sistemde hava kalmadığından emin olunmalı. Valf pimlerin hareketini

kontrol edilmelidir.

Sıcak Yolluk Sistemi resimlerinde belirtilen ve bu sistem için öngörülmüş

çalışma sıcaklığı hiç bir zaman aşılmamalıdır. (Bu sayede ısıl genleşmeler sonucu

oluşacak gerilmeler artmayacak ve kalıpta hasar veya olası plastik malzeme kaçakları

önlenecektir).

Enjeksiyona başlamadan önce bütün bölgelerin istenilen çalışma sıcaklığına

eriştiği kontrol edilmelidir.

Sıcaklık yolluk sistemi ısıtılırken başlangıçta tüm ısıtıcıların kapalı olması, her

bölgenin ayrı ayrı ısıtılarak o bölgedeki sıcaklık ölçerin cevap verdiğinden emin

olunmalıdır.

80

Bu işlemin kalıp enjeksiyon presinde tam kapama kuvveti altında iken yapılarak

sıkışmış kablo olmadığından emin olunmalıdır.

Valf girişli kalıplarda soğutma sularını açtıktan sonra sıcak yolluk sistemi

ısıtılmalıdır.

Kalıp sökülür iken de önce sıcak yolluk sisteminin ısıtıcıları kapatılmalı, kalıp

oda sıcaklığına soğuduktan sonra soğutma suları kapatılıp kalıp presten

indirilmelidir.

Sıcak yolluk sistemi dengeli termal genleşmeler oluşturacak şekilde çalışma

sıcaklığına iyice ısıtılmalıdır.

Bunun için kalıpta su devreleri açık iken, sıcak yolluk sisteminin sıcaklığı

çalışma sıcaklığının 50-100 oC daha altına ayarlanıp, sistem bu sıcaklıkta en az 10

dakika tutulmalıdır.

Sıcak yolluk sisteminin sıcaklığı, makine vida sıcaklığından farklı olmamalıdır.

Makine vidasından yolluk giriş ucuna kadar eşit bir sıcaklık profili sağlanmalıdır.

Manifold sıcaklığını çalışma sıcaklığına ayarladıktan sonra, aynı sıcaklıkta olan sıcak

yolluk memelerinin sıcaklıkları istenilen yolluk artığı miktarına göre çok küçük

aralıklarda değiştirilebilir.

Yolluk meme uçlarındaki soğutma çevrimleri, hiç bir zaman seri

bağlanmamalıdır. Çok küçük yolluk girişleri kullanıldığında makine enjeksiyon

memesinde filtre kullanılmalıdır. Bu filtre seçilir iken filtrenin aşırı basınç kaybına

neden olmamasına dikkat edilmelidir.

Kalıp açıkken sıcak yolluk sisteminden malzeme kusturma sadece geri basıncı

(max 14 bar) ile yapılmalıdır.

Sıcak yolluk sisteminin içinde plastik varsa, önce öngörülen baskı miktarının iki

katı makina memesinden kusturulmalı, sonra baskı yapılmalıdır.

Beş dakika ile bir saat aralığındaki bir süre için enjeksiyon baskısı yapılmadığı

zaman, sıcak yolluk sisteminin sıcaklıklarını çalışma sıcaklığının 50-100 oC daha

altına düşürülmeli.

Sıcak yolluk sistemini tekrar devreye almadan önce sistemi çalışma sıcaklığında

2-3 dakika tutarak dengeli ısınmayı sağlanmalı.

81

VII.10.3. SICAK YOLLUK SİSTEMİNİN KULLANILMASINDA DİKKAT

EDİLECEK HUSUSLAR

- Ham maddeye karışmış yabancı maddelerin ayrıştırılması; bu durum temiz

(yeni) malzemeyle çalışılması veya malzeme filtresinin kullanılması ile sağlanır.

- Enjeksiyon operatörünün sistem hakkında yeterli bilgiye sahip olması, bu

durum problemlerin çözümünde önemli bir faktördür.

- Sıcak yolluk sisteminde sıcaklık regülasyonuna dikkat edilmesi; bunun

sağlanabilmesi için sıcak yolluk sisteminin makine ve diğer kalıp elemanlarından ısıl

izolasyonu sağlanılmalıdır.

- Mühendislik plastiklerinin basılmasında meme aşınması önemli bir problemdir,

değiştirilebilir ve aşınmaya dayanıklı meme uçlarının kullanılması gereklidir.

VII.11. SICAK YOLLUKLA İLGİLİ PROBLEMLER VE ÇÖZÜMLERİ

VII.11.1. Donmayan Yolluk Girişi:

Yolluk girişinde artık kalmakta, parça temiz olarak kopmamakta.

Yolluk girişinde aşırı ısı

T/C yi kontrol ediniz,

Sıcak yolluk meme/manifold sıcaklığını düşürünüz,

Giriş bölgesindeki soğutmayı arttırınız,

Yolluk giriş bölgesindeki boyutları kontrol ediniz.

Yetersiz soğutma süresi

Kalıptaki soğutma süresini arttırınız.

Yolluk giriş uç tipi problemi

Doğru uç tipi ile değiştiriniz. Gevşemiş giriş ucunu sıkınız.

VII.11.2. Dolmayan Kalıp Gözü:

Yetersiz malzeme miktarı:

Enjeksiyon malzeme miktarını arttırınız,

Geri döndürme valfinde kaçak kontrolü yapınız,

Sıcak yolluk sisteminde kaçak kontrolü yapınız.

Kalıp gözünde yetersiz basınç

Enjeksiyon basıncını artırınız,

Sıkıştırma süresini arttırınız.

82

Düşük eriyik sıcaklığı:

Enjeksiyon sıcaklığını arttırınız,

Sıcak yolluk sisteminin sıcaklığını kontrol ediniz,

Manifold / Meme sıcaklıklarını artırınız.

Enjeksiyondan Tutma basıncına yanlış geçiş

Geçiş basıncını arttırınız,

Geçiş mesafesini arttırınız,

Geçiş süresini arttırınız.

Kalıpta yetersiz gaz çıkışları:

Gaz çıkışı kanallarının adedini ve boyutlarını arttırınız.

Yolluk girişi boyutları

Bütün yolluk giriş boyutlarının aynı olduğunu kontrol ediniz.

Valf pimli kalıplarda açma/kapama çevrimini kontrol ediniz.

Valf piminin çevrimini kontrol ediniz.

VII.11.3. Tam Kapanmayan Valf Pimi:

Parça yüzeyinde çıkıntı/artık kalmakta, valf pimine malzeme yapışmakta.

Kısa valf pimi:

Valf pimini kontrol ediniz, gerekiyor ise değiştiriniz.

Kalıpta tahrip olmuş yolluk girişi

Boyu uzun valf pimi, gerekiyor ise yeniden işleyiniz,

Yolluk girişi ile valf pimi arasında eksen kaçıklığı, gerekiyor ise değiştiriniz.

Hidrolik veya pnömatik sistemde aşınmış O-Ring leri değiştiriniz.

Yolluk girişinde valf piminin yetersiz teması:

Yolluk girişindeki soğutmayı arttırınız,

Valf piminin yolluk girişindeki temas yüzeyini arttırınız.

Yetersiz hidrolik veya hava basıncı:

Basıncı dikkatlice arttırınız. Yüksek basınç yolluk girişini tahrip edebilir.

Aşırı tutma süresi:

Azaltınız.

Hidrolik sistem de hava:

Havayı boşaltınız.

83

VII.11.4. Plastik Malzeme Kaçağı: Malzeme kaçağı, enjeksiyon malzemesi basıncının kalıp dayanımını aşmasından

kaynaklanmaktadır. Manifoldun çok yavaş ısınması malzeme kaçağının bir

göstergesidir.

Manifold merkezleyici yüksek:

Kontrol edip ölçüsüne işleyiniz.

Düşük enjeksiyon sıcaklığı:

Kontrol edip, arttırınız.

Manifold Merkezleyici kalıbın içine gömülmüş:

Besleme halkasına gelen meme basıncını azaltınız,

Kalıpta bozulmuş bölgeyi tamir ediniz,

Manifold merkezleyiciyi kontrol edip gerekiyor ise değiştiriniz.

Yetersiz kalıp bağlantı civataları:

Sisteminizin genel montaj resminde verilen civata kalitesini, adedini ve yerlerini

kontrol ediniz.

Sıcak yolluk memesinin aşırı ısınarak yolluk giriş ucunun tahrip olması:

Sıcak yolluk memesinin T/C değerlerini kontrol ediniz. Kalıpta giriş ucu bölgesini

kontrol ediniz.

Manifoldun aşırı ısınması:

Manifoldun T/C değerlerini kontrol ediniz,

Baskı diskleri, valf diskleri, meme diskleri gibi ara bağlantı parçalarını kontrol

ediniz,

Kalıpta ezilmiş tahrip olmuş plakaları değiştiriniz.

84

BÖLÜM VIII

SONUÇLAR

Bu çalışmanın esas amacı tezin birinci bölümünde literatür araştırması yoluyla

enjeksiyon kalıplarında kullanılan sıcak yolluk sistemlerinin incelenmesi ve sektöre

bu uygulamanın daha bilinçli yapılması ve yaygınlaştırılması konusunda yardımcı

olmak şeklinde ifade edilmişti.

Sıcak yolluk sistemleri günümüzde plastik enjeksiyon kalıplarında hızlı bir

şekilde yaygınlaşmaktadır. Çünkü bu sistemin diğer yolluk sistemlerine göre ürün

kalitesini artırmada, malzeme tasarrufunda, işçilik tasarrufunda ve alan tasarrufunda

önemli avantajları vardır. Bununla birlikte ülkemizde sıcak yolluk sistemlerinin

uygulanmasında ciddi problemlerle karşılaşıldığı öteden beri bilinmektedir.

Tezin amaçları dahilinde olmamakla birlikte literatür taraması sırasında bazı

sıcak yolluk üreticileri ve bu sistemleri uygulayanlarla görüşmeler yapılmış ve

sektörde bu konudaki sıkıntıların bilinenin çok ötesinde olduğu sonucuna varılmıştır.

Bu sıkıntılar kendisini esas itibariyle iki şekilde göstermektedir. Bu durum bir

taraftan bilgi eksikliği şeklinde karşımıza çıkarken öte yandan yanlış fakat önemli

ölçüde yerleşmiş yanlış uygulamalar halinde de ortaya çıkabilmektedir.

Bu sorunların giderilmesinde eğitimin önemli rol oynayacağı açıktır. Sektörde

çalışanların şikâyetlerinin başında özellikle Türkçe doküman eksikliği gelmektedir.

Yapılan bu çalışmanın bu eksikliği bir dereceye kadar hafifleteceği düşünülmektedir.

Ancak konunun boyutları göz önüne alındığında kat edilecek mesafenin çok olduğu

açıktır.

Bu açığın giderilebilmesi için kurs vb etkinlikler de önemli araç olarak

karşımızda durmaktadır. Bu konuda özel sektör temsilcileri, üniversiteler, mühendis

odaları ve ilgili meslek kuruluşlarınca işbirliğine gidilmesi önerilmektedir. Ülkemiz

aslında bu tür işbirlikleri için önemli bir potansiyele sahiptir. Bu potansiyelin

harekete geçirilmesinin yolları üzerinde durulması oldukça önemlidir. Sonuç olarak;

gerek mevcut bilginin aktarılmasında gerekse olası ARGE çalışmalarında özellikle

üniversite-sanayi işbirliğinin güçlendirilmesi sektördeki sorunların çözümünü

hızlandıracak bir karakterde görülmektedir.

85

BÖLÜM IX

TARTIŞMA VE DEĞERLENDİRME

Globalleşen dünyada ülkemizin dışa açılma çabaları özellikle AB üyeliği

perspektifinde göz önüne alındığında son yıllarda önemli ölçüde ivme kazanmış

bulunmaktadır. Bunun sonucu olarak dış ticaret rakamlarımız rekor sayılabilecek

büyüklüklere ulaşmış bulunmaktadır. Türkiye’nin ihraç ürünleri kompozisyonunda

tarımsal ürünler yakın zamanlara kadar belirli bir ağırlıkta iken, bugünlerde sanayi

ürünlerinin toplam ihracat içerisindeki payı inanılmaz boyutlara ulaşmış

bulunmaktadır. Bu açıdan bakıldığında Türkiye’nin artık bir sanayi ülkesi olduğu

rahatlıkla söylenebilir.

İhracattaki bu olumlu gelişmelere karşın ülkemiz batı ve uzak doğu ile ciddi bir

rekabetle karşı karşıyadır. Batıdan gelen rekabet ileri teknoloji kullanımı şeklinde

olduğu halde Çin rekabeti hammadde ve işçilik giderlerinin düşüklüğü şeklinde

karşımıza çıkmaktadır. Bu duruma yakından baktığımızda ülkemizin doğu ve batı

rekabeti arasında sıkıştığını rahatlıkla söyleyebiliriz. Diğer bir ifade ile Türk

girişimciler önemli bir darboğaz içerisindedirler. Bunun aşılmasında anahtar faktör

olarak bir çok kesimin üzerinde anlaştığı nokta verimlilik artışıdır. Bu da üretimin

her aşamasında tasarrufu ön planda tutan titiz bir çalışmayı gerektirmektedir.

İhraç ürünlerinin kompozisyonuna bakıldığında ilk sırayı otomotiv sektörü almış

olmakla birlikte beyaz eşya ve elektrikli ev cihazları ihracatı da önemli bir rakama

ulaşmış bulunmaktadır. Burada sözü edilen ürünlerde plastik esaslı parçalar önemli

bir ağırlığa sahiptir.

Türk plastik sektörü oldukça uzun sayılabilecek bir geçmişe sahiptir. Bu sektör

çok sayıda alt sektörleri bünyesinde barındırmakla birlikte plastiklerin enjeksiyonla

şekillendirilmesi kilit bir sektör olarak karşımıza çıkmaktadır. Plastik malzemelerin

çok önemli bir kısmı bu yöntemle şekillendirilmektedir. Enjeksiyon kalıpları ise bu

yöntemin kalbi durumundadır.

86

Rekabetin ciddi boyutlara ulaştığı günümüzde kalitenin ve özellikle düşük

maliyetle ulaşılabilecek yüksek kalitenin ülkemizin rekabet gücüne katkıda

bulunacağı tartışmasız bir gerçektir. Enjeksiyonla kalıplamada kaliteyi etkileyen

faktörlerin en önemlisi kalıptır. Bu üretim metodunda verimliliğin artırılmasının

yollarının başında bir defada üretilebilen parça sayısının artırılması gelmektedir.

Parça sayısının artırılmasının kalıptaki en önemli etkisi yolluk boyunun uzamasıdır

ki bu durum soğuk yolluklu kalıplarda önemli sorunlara yol açmaktadır. Bu sorunun

çözümü sıcak yolluk uygulamasından geçmektedir.

Sıcak yolluk uygulanmasıyla parça kalitesi artmakta, birim zamanda elde edilen

parça sayısı artmakta, birim üretim başına elektrik sarfiyatı azalmakta, kalıp ömrü

artmakta, karmaşık şekilli ürünler daha rahat üretilebilmekte ve hurda miktarı

asgariye indirilmektedir.

Sektörde çalışanların kurs vb. değişik etkinliklerle bilgilerinin artırılması ve

bilinçlendirilmesi bir taraftan sıcak yolluk uygulamalarını yaygınlaştırırken diğer

taraftan bu konudaki yaygın bilinen yanlışları da giderilmesine yardımcı olabilir.

Bunun başarılması ülkemizin bu sahadaki rekabet gücünü daha ötelere taşıyarak

önemli bir altyapı eksiğini giderecektir. Bu noktada başta üniversiteler olmak üzere

diğer ilgili kuruluşlara önemli görevler düşmektedir. Üniversite sanayi işbirliğinin

geliştirilmesi bu konudaki sorunların giderilmesinde kuşkusuz anahtar bir rol

oynayacaktır.

87

KAYNAKLAR

[1] DEMİRER, A.: “Plastik Enjeksiyon Kalıplarında Sıcak Yolluk Dağıtıcılarının

Tasarımı”, Plastik ve Ambalaj Dergisi, 72 (2002) 66-72.

[2] DEMİRER, A.: “Sıcak Yolluklu Kalıplara Genel Bir Bakış”, PAGEV Plastik

Dergisi, Ocak-Şubat (2002) 90-93.

[3] DEMİRER, H.: “Sıcak Yolluk Sistemleri” , Ders Notları, Marmara

Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Metal Eğitim Bölümü, İstanbul,

Türkiye, 2003.

[4] DEMİRER, A.: “Enjeksiyon Kalıplarında Sıcak Yolluk Sistemlerinin

Kalıplama Prosesine Etkilerinin Deneysel Olarak İncelenmesi”, Doktora

Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya, Türkiye, 2002.

[5] http://www.seiki-hot.com (Erişim Tarihi: Kasım 2004)

[6] İRİ, İ.: “Sıcak Yolluklar”, Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim

Fakültesi Kalıpçılık Öğretmenliği, Ankara, Türkiye, 2001.

[7] AYDIN, H.: “Enjeksiyonla Kalıplamada Yolluk Dağıtıcı Girişler ve Sıcak

Yolluk Sistemleri”, Ödev, Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi

Metal Eğitimi Bölümü, İstanbul, Türkiye, 2000.

[8] ISIN REZİSTANS.: “Ürün Katoloğu” Web Sitesi, www.isinrezistans.com,

İstanbul, Türkiye, 2005.

[9] HAT TEKNİK.: “Ürün Katoloğu” Web Sitesi, www.hatteknik.com, İstanbul,

Türkiye, 2005.

[10] ÇILGIN, D,: ALKAN, B.: “Sıcak Yolluk Sistemleri”, Lisans Tezi, Marmara

Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Metal Eğitim Bölümü, İstanbul,

Türkiye, 2003.

[11] GEVEREK, M.: “Mühendislik Plastikleri İçin Sıcak Yolluk Sistemleri”,

Plastik ve Ambalaj Dergisi, (1998) 46-48.

[12] ŞEKER, A.: “Plastik Enjeksiyon Kalıplarının Bilgisayar Destekli Tasarım ve

Analizi”, Yüksek Lisans Tezi, Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü,

İstanbul, Türkiye, 2003.

[13] DEMİRER, A,: SOYDAN, Y.: “Sıcak Yolluk Sistemli Enjeksiyon

Kalıplarında Kullanılan Sıcaklık Kontrol Cihazı ve Termokupulların

Konumu”, PAGEV Plastik Dergisi, Temmuz-Ağustos (2002) 128-129.

88

[14] ELLEZ, İ.: “Sıcak Yolluk Sitemi”, Plastik ve Ambalaj Dergisi, 80 (2003) 86-

90.

[15] KARATAŞ, Ç,: KARASUNGUR, H.: “Sıcak Yolluk Sistemlerinde Manifold

Kullanımı”, PAGEV Plastik Dergisi, Mart-Nisan (2003) 124-128.

[16] http://www.cadhousedesign.com (Erişim Tarihi: Mart 2005)

[17] AYDIN, H,: NAKIŞCI, Ö.: “Plastik Enjeksiyon Kalıp Tasarımı”, Lisans Tezi,

Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Metal Eğitimi Bölümü,

İstanbul, Türkiye, 2001.

[18] DEMİRER, A.: “Sıcak Yolluk Sistemlerinde Kullanılan Malzeme Filtreleri”,

Plastik ve Ambalaj Dergisi, 66 (2002) 56-57.

[19] DEMİRER, A,: SOYDAN, Y.: “Plastik Enjeksiyon Kalıplarında Sıcak

Yolluk Sisteminden Kaynaklanan Problemlerin İncelenmesi”, Plastik ve

Ambalaj Dergisi, 89 (2004) 58-67

[20] MARTIN, B.: “Sıcak Yolluk Kaçaklarının Sebepleri”, Moldmaking

Tecnology, Şubat (2000) 15-18.

89

EKLER

EK-1

SICAK YOLLUK SİSTEMİ İLE İLGİLİ ÖZEL TERİM

VE WEB SİTESİ ADRESLERİ

VIII.1. SICAK YOLLUKLARLA İLGİLİ ÖZEL TERİMLER

Hot runner-Hot sprue: sıcak yolluk memesi

Hot manifold: ısıtılmış dağıtım yolluğu bloğu

Cool one system: yolluğu içeriden ısıtılmış sistem

İnsulated runner: kendinden izolasyonlu yolluk

Valve gate: açma-kapamalı yolluk memesi

Cartridge heaters: Fişek rezistans

VIII.3. SICAK YOLLUKLARLA İLGİLİ WEB SİTESİ ADRESLERİ www.isitekrezistans.com

www.hatteknik.com

www.plastik-ambalaj.com

www.kalipdunyasi.com

www.cadcam67.com

www.isielektrik.com

www.termobilim.com

www.makinemuhendisi.com

www.petpla.net

www.stackteck.com

www.sa-fi.com

www.isinrezistans.com

www.watlow.com

www.moldmasters.com

www.en.moldmasters.com

www.guenther-hotrunner.com/

90

www.machinedesign.com

www.moldmakingtechnology.com

www.incoe.com/

www.moldflow.com

www.albint.com

http://news.thomasnet.com

http://shopping.netledger.com

www.athenacontrols.com

www.immalmanac.com

www.modplas.com

www.findarticles.com

http://news.thomasnet.com

www.fastheat.com

www.tecnoject.com

www.nwmachine.com

www.fastheatuk.com

www.plasticstechnology.com

www.process-controls.com

www.cacopacific.com

www.sti.nasa.gov

www.a-tex.co.jp

www.dme.net

www.plastixs.com

http://strategis.ic.gc.ca

www.a-tex.co.jp

www.ebigchina.com

www.packaging-technology.com

http://cache.husky.ca

www.4spe.org

www.pma-magazine.com

www.mfgquote.com

www.wtsconnect.com

www.cacopacific.com

www.procomps.com

91

www.thermoplay.it

www.omnimold.com

www.pmssystems.com/

www.meltflipper.com

www.promoldinc.com

www.gammaflux.com

www.eurotherm.co.uk

www.mastip.com

www.nphheaters.com

www.plasticsnews.com

www.dme.net

www.incoe.com

www.engineeringtalk.com

www.devicelink.com

www.jkmolds.com

www.rdtool.com

www.packaging-technology.com

www.gtma.co.uk

www.polyshot.com

www.process-controls.com

www.pmmda.org.uk

http://plastics.milacron.com

www.hotset.de

www.technex.n

www.eng.nus.edu.sg

www.seiki-hot.com

www.tempco.com

www.omnimold.com

www.watlow.com

www.plansee.com

www.process-heating.com

www.modplas.com

www.moldmakingtechnology.com

www.findarticles.com

92

www.albint.com

www.asahi-kasei.co.jp

www.thermoplay.it

www.johnklees.com

www.applegate.co.uk

www.plasticstechnology.com

www.immalmanac.com

www.athenacontrols.com

www.cacopacific.com

http://strategis.ic.gc.ca

www.plasticsnews.com

www.athenacontrols.com

www.pmssystems.com

www.plasticsnews.net

www.plasticmould.net

www.gammaflux.com

www.durexindustries.com

www.thermoplay.de

www.plastverarbeiter.de

www.dynapurge.com

www.plasticstechnology.com

www.plasticsnet.com

www.moldmasters.com

www.immnet.com

www.xintech.com

www.pma-magazine.com

www.yudo.com

www.gtma.co.uk

www.moldflow.com

www.thomasregisterdirectory.com

www.gtma.co.uk

www.thomasregisterdirectory.com

www.hotrunners.com/

www.cadhousedesign.com

93

EK-2

SICAK YOLLUK SİSTEMİ ELEMANLARI İLE İLGİLİ

RESİMLER

94

95

96

97

98

99

100

101

Hot Runner Systems

Precision LV

Precision D

Micropoint

MultiTip

Tunnel Gates

Valve Gates

Manifolds

Hot Halves

Vid-O Waste Drainage System

Elite Bushings

Isobar Heat Pipes

102

103

104

105

106

ÖZGEÇMİŞ

20.04.1977 tarihinde Sivas / Altınyayla’da doğdu. İlköğrenimini Başyayla

Köyü ilkokulunda yaptı. Ortaöğrenimini Hafik Adem Yavuz Yatılı İlköğretim Bölge

Okulunda yaptı. Lise öğrenimini Şarkışla Endüstri Meslek Lisesinde tamamladı.

1997 yılında Marmara Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Metal Eğitimi

Bölümü’nü kazandı ve 2001 yılında bu bölümden mezun oldu. Aynı yıl içerisinde

Marmara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Metal Eğitimi Programı’nda yüksek

lisans öğrenimine başladı. Şuanda Gürbüz Müh. Müt. İnş. San. ve Tic. Ltd. Şti.’de

teknik ressam olarak görev yapmaktadır.