Enjeksiyon Yöntemiyle Üretilen Plastiklerde Çekme ve Çarpılma
Enjeksiyon Yöntemiyle Üretilen Plastiklerde Çekme ve Çarpılma

Eğer plastikler enjeksiyon yöntemiyle işleniyorsa, üretilen parçanın boyutlarının kalıp boşluğu boyutlarından sapması kaçınılmazdır. Nominal boyutlardan bu sapmalar çekme veya çarpılma olarak adlandırılır.

Çekme

Bütün malzemeler soğuması esnasında çekerler. Plastiğin erime sıcaklığında kalıp sıcaklığına soğumasına kalıp çekmesi adı verilir. Plastikteki çekmenin ana nedeni plastiğin termal genişleme miktarına bağlıdır. Bu genleşme katsayısı ile ölçülür. Plastik malzemenin termal genleşme katsayısı metallerle karşılaştırıldığında yüksektir. Genel olarak 100 °C sıcaklık artısı veya azalışında malzemeye bağlı olarak 0.001 ve 0-.02 mm genleşme veya çekme görülür. Kristalleşen termoplastikler, kristalleşme oranına göre ilave bir çekmeye maruz kalırlar, bu kristalleşme ve çekme oranı soğuma hızına bağlıdır (Turaçlı, 2000)

 

 

data-cke-saved-src=https://www.plastikciyiz.biz/resim/teknikmakale/2019/7/1_73851.png

Çizelge 1 - Farklı malzemelerin çekme oranı

 

Enjeksiyon yöntemi ile üretilen parçalarda çekmenin doğal sebebi malzemenin termodinamik davranışıdır. Bu davranış P-V-T (Basınç-Hacim-Sıcaklık ) davranışı olarak da adlandırılır ve plastik malzemelerin sıkıştırılabilirlik ve termal genleşme davranışlarıdır.

 

data-cke-saved-src=https://www.plastikciyiz.biz/resim/teknikmakale/2019/7/2_73910.png

Şekil 1 - P-v-T Diyagramı üzerinde enjeksiyon çevrimi ve çekme

 

Bir enjeksiyon çevriminde malzemenin P-V-T değişimi Şekil 1’de gösterilmiştir. Buna göre:

1: Plastiğin kalıba girişi – atmosferik basınç

1-2: Kalıp gözünün doldurulması

2: Kalıp gözünün tamamen dolduğu an

2-3: Ütüleme fazı

3: Maksimum kalıp göz içi basıncına erişilmesi ve tutma basıncı kontrolüne geçiş başlangıcı

3-4: Tutma basıncına geçiş

4: Tutma basıncı fazı başlangıcı

4-5: Kalıptaki soğuma ve katı tabaka kalınlıklarının artması sonucu basınç düşüşü. Özgül hacimdeki küçülmeyi karşılayacak malzeme beslemesi devam etmektedir

5: Yolluk girişinin donması ile malzeme akışının durması,tutma fazının sonu

5-6: Parçanın soğuması ve çekmesi sonucu basınç düşüşü

6: Atmosferik basınca düşülmesi,parça boyutları kalıp boyutlarına eşit. Kalıpta çekmenin başlangıcı

6-7: Kalıpta sabit basınç altında soğuma

7: Kalıbın açılması, parçanın düşürülmesi

7-8: Kalıp dışında atmosferde soğuma

8: Parçanın son hacmine erişmesi

3.4.2 Çekme oranına etki eden faktörler

1. Kalıp ve eriyik sıcaklıkları: Katkısız Amorf malzemeler için sıcaklık en baskın etkendir. Enjeksiyon sonrası 20-30 dakika içinde nihai ölçüsüne ulaşabilir.

2. Ütüleme ve Tutma basınçları: Yolluk girişi donana kadar tutma basıncı ile çeken hacmin yerine malzeme doldurulduğundan parçanın nihai ölçüleri daha az çeker. Çekme oranının yüksek olduğu yarı-kristalin malzemelerde tutma ve ütüleme basınçlarının etkisi daha fazladır.

3. Kristalleşme: Kristalleşme sırasında malzeme özgül hacmi küçülür. Yarı-kristalin

malzemelerde kristalleşme oranı arttıkça çekme oranı artar. Kristalleşme ve kristallerin yeniden sıralanması süreci enjeksiyondan saatler ve günler sonra da devam eder DIN 16901 ‘e göre parçanın enjeksiyondan 16 saat sonraki ölçüleri kalite kontrol için referans alınır.

4. Soğutma hızı / Parça Et Kalınlığı: Yarı-kristalin malzemelerde kristalleşme yüksek sıcaklıklarda daha hızlıdır.

Yavaş soğutma: - Kristalizasyon için daha fazla zaman

- Daha fazla çekme

Yüksek et kalınlığı: -Daha uzun soğuma

-Daha fazla çekme

 

data-cke-saved-src=https://www.plastikciyiz.biz/resim/teknikmakale/2019/7/3_73932.png

Şekil 2 - Farklı et kalınlıklarında farklı çekme oranı

 

5. Nem emme : Plastikler enjeksiyon öncesi “kurutulurlar”. Enjeksiyon sonrası ortamdan nemi tekrar emerler ve parça boyutları büyür. Bazı plastiklerin nem tutma oranı daha yüksektir. Nem emme malzeme ve parça et kalınlığına göre günler, haftalar sürebilir. Süreyi kısaltmak için enjeksiyon sonrası suda bekletme, ambalaj içine su doldurma vb. yöntemler uygulanır.

6. Akış yönü / Izotropi: Kalıbın dolması sırasında esnek polimer molekül zincirleri akış yönünde uzar ve yönlenir. Tekrar eski boyutlarına dönemeden soğuma ve donma gerçekleşir. Moleküler yönlenme çekmenin akış yönüne göre değişkenlik göstermesine neden olur. Katkısız malzemeler akış yönünde daha fazla çekerken, elyaf katkılı malzemeler çekmesi elyaf yönünde daha düşüktür.

7. Malzeme katkıları: Partikül katkılar genellikle inorganiktir. Çekme oranları polimerlere oranla çok daha küçüktür. Katkıları oranında çekme oranını düşürürler. Elyaf (fiber) katkılar akışa göre yönlendiklerinden akış yönünde ve akışa dik yönde çekme oranları arasında önemli farklılıklar yaratırlar.

Çarpılma

Parçanın, farklı bölgelerinde, farklı yönlerde, farklı miktarda, farklı zamanlarda oluşan çekmedir. Parçanın şeklinin bozulmasına neden olur.

data-cke-saved-src=https://www.plastikciyiz.biz/resim/teknikmakale/2019/7/4_73951.png

 

Şekil 3 - Plastiklerde çarpılma etkisi

 

Çarpılmaya etki eden faktörler

1. Akış nedeniyle malzeme moleküler yönlenmesine bağlı anizotropik çekme davranışı: Moleküler yönlenme nedeniyle farklı bölgelerde farklı yön ve miktardaki çekmeler parçanın şekil değiştirmesine neden olur.

2. Eşit olmayan soğutma nedeniyle farklı ısıl çekmeler:

- Eşit olmayan soğutma nedeniyle farklı ısıl çekmeler oluşur.

- Kalıbın Erkek ve dişi taraflarında tamamen aynı soğutmayı sağlamak genellikle zordur.

- Parça geometrisi soğutma dengesini bozar.

- Farklı et kalınlığı farklı soğuma zamanlarına neden olur. Buda çarpılmaya neden olur.

3. Kalıp göz içinde homojen olmayan basınç dağılımı:

-Yolluk girişinden parçanın uzak noktalarına kadar olan yol boyunca oluşan basınç profili çekme oranını etkiler.

-Yolluğa yakın, ütüleme basıncının yüksek olduğu yerler daha az, uzak bölgeler daha çok çeker. Özellikle ince uzun ve ince et kalınlıklı parçalarda bu etki daha fazla hissedilir.

-Farklı yolluk tasarımları çekme / çarpılma davranışını etkiler.

4. Malzeme etkileri:

-Akış yönüne bağlı farklılaşma, özellikle yüksek moleküler ağırlıklı malzemeler için daha fazladır.

-Soğutma hızına bağlı farklılıklar yarı-kristalin malzemelerde daha fazladır. Daha yavaş soğuma hızı daha fazla oranda kristalleşme ve daha fazla çekme getirir.

-Dengesiz soğutma farklı çekmeler oluşturur. Bu da çarpılmaya neden olur.

-Fiber katkılı malzemelerde fiber yönlenmesi çekme dağılımını etkiler, çarpılmaya neden olur.

Sonuç olarak plastiklerde çekme ve çarpılmanın etkileri aşağıdaki gibi özetlenebilir:

• Çekme ve çarpılmayı

– Parça tasarımı,

– Kalıp tasarımı,

– Enjeksiyon şartları,

– Malzeme özellikleri etkiler.

• Tasarımcı parça fonksiyonuna etkilerini önceden düşünmelidir.

• Kalıp tasarımı buna uygun yapılabileceği gibi tasarımda alınabilecek tedbirler ile çarpılmanın fonksiyona etkisi azaltılabilir.

Kütüphanede Arayın
Copyright 2019 EnjeksiyonMakine.com. Tüm Hakları Saklıdır.