| Sıcak yolluk giriş uçlarında "Mold Masters" teknolojisi: |
| Dr. Mustafa Gevrek
Plastik parça tasarımı sırasında, yolluk girişinin konumuna karar verilirken parçanın dengeli doldurulabilmesi ve yolluk girişinin oluşturduğu anizotropi dikkate alınmalıdır. Bilindiği gibi malzeme akış yönünde polimerde oluşan molekül zincirleri akış yönündeki mukavemeti artırırken, akış yönüne dik yönde daha düşük bir mukavemet yaratmakta, ayrıca her iki yöndeki çekme oranları da farklı olmaktadır. Yolluk giriş konumuna karar verdikten sonra çeşitli sıcak yolluk giriş metotları arasından doğru bir seçim yapmak gerekir. Çeşitli metotlarının seçilen uygulamaya göre ayrı ayrı avantaj ve dezavantajları vardır. 1- Yolluk giriş ucu tipleri Sıcak yolluk sistemlerinde kullanılan meme uçları veya yolluk giriş uçları aşağıda tanımlanan dört ana grupta toplanabilir.
Daire Kesitli Açık Giriş Uçları - Sprue Gate Bu uç tipinde basınç altındaki plastiğin rahat akışı için giriş kesiti açıktır. Enjeksiyon çevriminin sonunda girişteki dar kesitte donan plastik bir tapa vazifesi görerek girişi tıkamakta ve kalıbın dişi yüzeyine malzemenin akması (damlaması) önlenmiş olmaktadır. Kalıp açılırken yolluk giriş ucundaki dar kesitte donmuş olan plastik kopmakta ve parça üzerinde bir artık bırakmaktadır. Bu artığın büyüklüğü ve şekli yolluk giriş ucunun çapına ve geometrisine bağlı olduğu kadar enjeksiyon çalışma şartlarına (sıcaklıklar, basınçlar ve zaman) da bağlıdır. Bir sonraki baskıda enjeksiyon basıncı giriş ucundaki donmuş plastik tapayı kalıbın içine itmekte ve giriş ucu tekrar açılmaktadır. Bu plastik tapa baskı sırasında eriyerek kalıbı dolduran plastik ile karışmaktadır. Burada dikkat edilmesi gereken plastik tapa yüksekliğinin diğer bir deyiş ile kalıpta açılan yolluk giriş ucu yüksekliğinin parça et kalınlığından daha düşük olması gerektiğidir. Parça yüzeyinde çok küçük bir artık istendiğinde yolluk giriş ucu yüksekliğinin ortada daralacak şekilde çift taraflı konik yapılması ile kopmanın en dar kesitte (giriş ucu yüksekliğinin ortasında) olmasını sağlayacağından hem tıkanma riski ortadan kaldıracak hem de parça yüzeyinde küçük bir artık kalacaktır. Şekil -1 A da giriş ucu kanalındaki yüksekliğe her iki yönden koniklik verilmiş ideal bir giriş ucu kesiti gösterilmektedir. Bu geometrinin kalıba işlenmesi daha zor olmasına rağmen, plastiğin kopma noktası bu formdaki bir uç geometrisi ile çok iyi tanımlanmaktadır. Bu yolluk giriş tipinde yolluk giriş kanalının yüksekliği genellikle 0. 10-0. 15 mm arasında seçilmektedir. Bu tasarım aynı zamanda düz silindirik girişe göre daha mukavemetli bir tasarımdır. Şekil -1 B de gösterildiği gibi bu geometrideki bir giriş kanalında donmuş plastik kalıp açılırken parça yüzeyinde çok küçük bir artık bırakmaktadır. Halka Kesitli Açık Giriş Uçları - Hot Tip Giriş kesiti halka formunda olan uçlar, ekseninde plastik malzemenin donmasını önlemek için torpil formunda (torpedo) sıcak bir silindirik parçanın yerleştirildiği açık uçlu yolluk girişleridir. Yolluk memesi içindeki sıcak malzeme ile ısıtılan ve parçanın dış yüzeyine kadar uzanan torpedo, düşük sıcaklıktaki kalıbın soğuttuğu giriş ucuna plastik malzemenin sıcaklığını taşıyarak giriş ucundaki malzemenin enjeksiyon sırasındaki donma riskini ortadan kaldırılmaktadır. Torpedonun etrafında daima sıcak bir plastik tabakası oluşmakta, soğuk kalıp çeliği ile temasta olan plastik malzeme ise eksendeki plastik malzeme için bir izolasyon tabakası oluşturmaktadır. Plastik malzeme yolluk giriş ucundaki sıcak torpedonun etrafından boru şeklinde akarak kalıp gözüne girmektedir. Sıcak torpedo ucunun çevresinden plastik malzemenin yüksek hızlardaki akışı, özellikle katkılı plastikler kullanıldığında torpedo ucunu zaman içinde aşındırmakta ve değiştirilmesini gerektirmektedir. Bu yolluk ucu tipinin avantajları aşağıda verilmiştir; 1- Yolluk ucunda donma olasılığı çok azdır. Torpedonun çevresinde daima ince bir tabakada sıcak viskoz plastik bulunduğundan, giriş ucunda donmuş olan dış plastik halka bir sonraki baskıda kolaylıkla eritilmektedir. Bu avantajlara karşılık şu dezavantajlar da sayılabilir; 1- Yolluk kanalı içine yerleştirilen torpedo malzeme akışında bir süreksizlik yarattığından, torpedonun boyu yeterli değil ise parça üzerinde istenmeyen akış izleri meydana gelebilir. Şekil-2'de Mold Masters firmasının geliştirdiği torpedo tasarımının kalıp içindeki yerleşimi ve yolluk memesine monte edilmiş torpedonun kesit fotoğrafı gösterilmektedir. Isı iletimi yüksek bir "Tungsten Karbür" alaşımından toz metal enjeksiyonu ile imal edilmiş olan torpedo, uç kısmında çapı büyütülen yolluk memesi kanalının içine vidalanmaktadır. Bu sayede aşınma mukavemeti çok yüksek olan Tungsten Karbür torpedonun uç kısmında uzun çalışma süreleri sonunda bir aşınma söz konusu olursa değiştirme imkanı bulunmaktadır. Torpedo yolluk ucuna, malzeme akışında süreksizlik yaratmayacak bir form verilmiş kanatçıklar yardımı ile bağlanmıştır. Torpedonun ucu yolluk giriş ucunun ekseninde bulunmaktadır. Yolluk giriş ucunun dış çapı, enjeksiyonu yapılan parçanın ağırlığına ve et kalınlığına göre 0.6-3.0mm arasında seçilerek kalıpçı tarafından kalıba işlenilmektedir.
Şekil-2: Mold Masters firmasının torpedo tasarımı.
Şekil-3 A'da kenar yolluk giriş ucunun prensip tasarımı gösterilmiştir. Bu uç tipi yatay daire kesitli açık bir uçtan farklı değildir. Enjeksiyon baskısının sonunda yatay giriş ucunun küçük kesitli kanalında donan malzeme, kalıbın açılması ile parça üzerinden koparak ayrılmaktadır. Kalıp açık iken plastiğin kalıp içine damlamamasını/ akmamasını bu tapa vazifesi gören donmuş plastik sağlamaktadır. Bir sonraki enjeksiyonda bu plastik tapa yeni gelen plastiğin basıncı ile kalıp gözüne itilmekte ve sıcak malzemenin içinde eriyerek kaybolmaktadır. Yolluk giriş kanalının yüksekliği (veya kalınlığı) parça et kalınlığından daha düşük olmalı ve donmuş plastik tapanın kalıp gözüne kolay itilebilmesi için konik yapılmalıdır. Yolluk giriş kanalının yüksekliği (L) genellikle 0,5-1,0 mm arasında seçilir. Küçük değerlerin tercih edilmesine rağmen buradaki sınırlama, kalıp gözü ile sıcak yolluk memesi için açılan boşlukların arasında kalan ince et kalınlığındaki çeliğin mukavemetidir. L mesafenin seçimi yolluk girişinin parça üzerindeki konumuna ve parça geometrisine de bağlıdır. Yolluk giriş ucu ile kalıp arasında bırakılması gereken genleşme boşluğunun boyutlandırılması da sistemin sağlıklı çalışması için çok önemlidir. Bu nedenler ile bu uç tipinin çalışma sıcaklığındaki genleşmeleri de hesaba katılarak kalıpta yapılacak yerleşimin tasarımı, uç girişinin boyutlandırılması, bu hassas ölçülerin kalıba işlenmesi ve sıcak yolluk sisteminin kalıba montajı çok kritiktir ve özel dikkat gerektirir. Mold Masters bu konudaki tecrübelerini daima kullanıcılarına sunmakta ve mutlaka kalıp tasarımını kontrol etmektedir.
Bu giriş metodunun en büyük avantajı, Şekil- 3 B'deki fotoğrafta da görüldüğü gibi bir sıcak yolluk memesine 4 uç birden bağlanabilmesi ve 4 kalıp gözünün aynı anda beslenebilmesidir. Kenar yolluk girişi gerektiren parçaların sıcak yolluklu kalıplarının ilk uygulamalarında, standart sıcak yolluk memesinden sonra kenar yolluk girişleri bir soğuk dağıtım yolluğu sayesinde gerçekleştirilmek idi. Bu yeni tip yatay yolluk giriş uçlu memelerin kullanılması ile soğuk dağıtım yolluğu gereksinimi ortadan kalkmaktadır. Soğuk dağıtım yolluğunun gerektireceği kapama kuvveti ihtiyacı da ortadan kalktığından bu sistemin kullanıldığı kalıplar daha küçük enjeksiyon makinelerine bağlanabilmekte, dolayısı ile parça maliyeti de düşürülmektedir. Ayrıca soğuk dağıtım yolluğunun ortadan kaldırılması ile yolluk giriş ucundaki malzeme daha iyi kontrol edilebildiğinden parça kalitesi de arttırılmakta ve renk değişimleri de çok daha kolay ve hızla yapılabilmektedir. Açma / Kapamalı yolluk giriş uçları (Valve gate), enjeksiyon sırasında açık, kalıbın içine gerekli malzeme miktarı basıldıktan sonra yolluk girişi bir meme iğnesi ile kapanan yolluk giriş tipleridir. Bu sistemlerin en büyük avantajı yolluk girişinin istenildiği anda açılıp kapatılabilmesi ve enjeksiyon baskısının çok iyi kontrol altında tutulmasıdır. Bugünkü uygulamalarda meme iğnesinin hareketi hidrolik veya pnömatik sistemler ile kontrol edilmektedir. Hidrolik sistemlerin dezavantajı yağ kaçağı durumundaki yangın tehlikesi ile ortam kirliliğidir. Mold Masters firmasının tasarımlarında valf hareketini veren silindir-piston grubu hem hidrolik hem de pnömatik olarak çalıştırılabilmektedir. Bugün kullanılan valf tipi yolluk giriş uçlarında, ucu konik taşlanmış bir meme iğnesi kalıpta işlenen yolluk girişine oturmaktadır (Şekil-4). Bu tasarım şekli yolluk memesi kanalının eksenindeki iğne için iyi bir yataklama sağlarken, kalıpta bir basma kuvveti yaratacağından yolluk ucundaki kalıp çeliğinin yeteri mukavemette olması gerekir. Bu sıcak yolluk sistemlerindeki en önemli nokta, sıcak plastiğin içinde çalışmakta olan meme iğnesi boyunun genleşme toleransının iyi hesaplanıp meme iğnesinin kalıba alıştırılmış olmasıdır. Meme iğnesi boyunun uzun olması durumunda giriş ucundaki kalıp çeliğinin aşırı yükler altında zorlanması hatta iğnenin eğilmesi söz konusu olabilir, kısa olması durumunda ise parça üzerinde istenmeyen malzeme artığı ile karşılaşılır. İdeal olarak pin ucunun plastik parçaya 0.03-0.025mm bir derinlikte batacak şekilde ayarlanmış olmasıdır. Şekil-4 de şematik olarak giriş ucundaki pinin istenen ve istenmeyen konumları gösterilmiştir.
2- Yolluk giriş tipi seçimi Yolluk giriş ucu tipine, daha sonra da yolluk girişinin boyutuna karar verilir iken ilk önce plastik malzemenin bu giriş tipine uygunluğu dikkate alınmalıdır. Sprue Gate olarak adlandırılan açık kesitli yolluk girişleri parça yüzeyi üzerinde küçük bir yolluk parçası bırakmaktadır. Diğer giriş tiplerine göre giriş kesiti büyük olan bu giriş tipi, liflenen termoplastikler için uygun olmamasına rağmen plastiğe düşük kesme gerilmeleri uygulayarak iyi bir ütüleme imkanı vermektedir. Parçanın iyi ütülenerek minimum gerilmeler ile elde edilmesi önemli olduğunda ve özellikle teknik parçalarda dış görünümün önemli olmadığı durumlarda bu yolluk girişi tercih edilmelidir. Bu yolluk girişi aynı zamanda bir sıcak yolluk memesinden küçük soğuk dağıtım yolluk girişleri ile bir çok parçanın beslendiği kalıp tasarımlarında da uygulama alanı bulmaktadır. Hot tip olarak adlandırılan yolluk giriş metodu genellikle hem kristal hem amorf yapılı plastikler için uygundur. Bu giriş ucu diğer yolluk girişleri ile karşılaştırıldığında parça üzerinde çok küçük bir iz (artık) bırakmaktadır. Bu artığın büyüklüğü yolluk girişinin geometrisine ve malzemeye bağlıdır. Çentik etkisine hassas olmayan termoplastiklerde ve büyük yolluk girişlerinde parça üzerinde daha büyük artık malzeme kalacaktır. Bu nedenle çoğu zaman yolluk girişi parça üzerindeki küçük bir küresel çöküntünün merkezine yerleştirilerek parça yüzeyinden artık malzemenin taşması gizlenir. Bu yolluk giriş metodu, çok küçük giriş kesitinde oluşan yüksek sıcaklıklar ve yüksek kesme gerilmeleri nedeni ile katkılı ve kesme gerilmelerine hassas termoplastikler için uygun değildir. Yatay yolluk girişi polimerin kalıp boşluğunda boyuna akarak parça yüzeyinde yarattığı "jetting" izlerine engel olmak için parçanın dik duvarlarından yapılan bir giriş tipidir. Parça üzerindeki yolluk giriş izi soğuk yolluklu kalıplardaki tünel (dalgıç) yolluk izine benzemektedir. Yolluk girişinin konumu, giriş bölgesindeki kalıp çeliğinde yeterli mukavemet ve yeterli ısı dağılımını sağlayabilecek çelik kütlesi dikkate alınarak seçilir. Valve Gate girişi metodunda, tutma basıncı sonunda girişteki malzeme tam donmadan giriş ağzı kapatılabildiği için bu metot açık yolluk giriş tiplerine göre daha kısa çevrim süreleri sağlamaktadır. Bu metot parça üzerinde itici izi gibi belli belirsiz bir daire çizgi izi dışında hiç bir artık bırakmadığından yüzey görünüm kalitesi önemli olan parçalarda kullanılmaktadır. Diğer yolluk girişlerine göre çok büyük olan giriş çapı sayesinde girişteki basınç kayıpları ve kesme ısıları çok düşüktür. Girişteki düşük doldurma basınçları ve geniş çalışma aralığı sayesinde bu yolluk girişi enjeksiyonu zor bir çok termoplastik için çok uygundur. Ayrıca damlama olasılığı her tip polimer için de ortadan kaldırılmaktadır. Kenar Yolluk giriş tipi dışında, dikey yolluk giriş metotlarından biri seçilirken söz konusu uygulama için önemli olan kritik faktör dikkate alınmalıdır. Aşağıdaki tabloda dikey yolluk giriş metotlarının çeşitli kritik faktörlere göre değerlendirilmeleri özetlenmiştir;
Yolluk giriş metoduna karar verildikten sonra giriş bölgesindeki ısı dağılımına ve termoplastik cinsine göre yolluk giriş ucunun tipine karar verilmelidir. Bazı yolluk giriş tiplerinde, soğuk kalıp çeliği ile temas eden meme ucunun soğumaması için araya giren plastik malzemenin izolasyon özelliğinden yararlanılmaktadır. Basılan parçadan yüksek görüntü kalitesi bekleniyor ve problemler ile karşılaşılmak istenmiyorsa yolluk giriş ucunun tasarımına çok dikkat etmek gerekir. Kullanılan polimere uygun olmayan yolluk giriş metodu veya yolluk giriş ucundaki soğutma şartları, giriş ucunda plastiğin damlamasına/akmasına, malzemede aşırı kesme gerilmelerine, plastiğin yapısında bozulmalara ve kalıp gözlerinin iyi dolmamasına neden olur. Bu nedenle kullanılan plastiğin amorf veya kristalin yapıda mı olduğuna dikkat etmek gerekir. Bu iki grup arasında genel bir karşılaştırma yapılırsa amorf malzemeler yavaş katılaşma hızlarından dolayı kristal yapılı mühendislik plastiklerine göre yolluk giriş bölgesinde, çok daha fazla bir soğutmaya gereksinim duyarlar. Aşağıda örnekleri verilen yolluk girişlerinin ayrıntılarında, amorf ve kristal tipi yolluk girişlerinin özellikleri arasındaki farklılıklar gösterilmektedir. Kristal yapılı termoplastikler amorf yapılılara göre daha hızlı katılaşmaktadır. Bu nedenle kristal yapılı termoplastiklerde giriş bölgesi daha ılık tutularak bir ön katılaşmanın oluşması, dolayısı ile yetersiz ütüleme olasılığı önlenmelidir. Katkılı plastikler de kristal yapılı malzemeler gibi davrandığından ılık yolluk girişi seçilmesini gerektirirler. Katkılı ve kristal yapılı malzemeler ile mühendislik plastikleri için tasarımlandırılan yolluk girişlerinde ise memedeki ısının kalıptaki yolluk girişine transfer edilebilmesine dikkat edilmelidir. Genellikle hızlı katılaşan malzemelerde büyük yolluk girişleri tercih edilmelidir. Hızlı katılaşan malzemeler için yolluk giriş bölgesinin sıcaklığı sıcak yolluk memesi ile kalıbın teması arttırılarak arttırılır. Yolluk giriş bölgesine transfer edilen ısı yardımı ile giriş ağzındaki katılaşma geciktirilir. Kendinden izolasyonlu yolluk giriş uçları hızlı katılaşan kristal yapılı termoplastikler için uygun değildir. Amorf yapılı plastiklerde katılaşma hızı çok daha yavaştır. Uzun çevrim sürelerini ve damlamayı önlemek için sıcak yolluk sistemi ile kalıptaki yolluk giriş bölgesi arasında etkin bir ısı izolasyonu olmalıdır. Yolluk giriş ucundaki ısı izolasyonu ne kadar iyi ise uç amorf malzemeler için o kadar uygundur. Genellikle sıcak yolluk ucunun izolasyonu için katılaşmış bir malzeme tabakası kullanılmaktadır. Bu yöntem amorf plastikler için çok uygun iken, sıcakta bekleme süresine hassas olan mühendislik plastikleri için ve hızlı renk değişimleri istenen uygulamalar da uygun değildir. Şekil-5'de gösterilen "Valve Gate" tasarımında, ince malzeme filmi tabakası izolasyon sağlayarak yolluk girişinin meme tarafından ısıtılmasına engel olur. Bu metot amorf ve yarı kristal malzemeler için çok uygundur. Fakat kristalleşme oranı yüksek ve sıcaklıkta bekleme süresine hassas olan mühendislik plastikleri için uygun değildir.
Bu nedenler ile aynı yolluk giriş metodu için termoplastik cinsine göre farklı yolluk giriş tipleri veya tasarımları kullanılmalıdır. Sprue Gate yolluk giriş metodu için amorf ve kristal yapılı plastiklerde kullanılması uygun olan yolluk giriş tasarımlarının resimleri Şekil-6'da verilmiştir;
Mühendislik plastiklerindeki uygulamalarda, yolluk girişinin soğutulması amorf yapılı malzemelerin yolluk girişleri kadar kritik değildir. Bu uygulamalarda polimerin erken soğumasına engel olan ve yolluk girişini sıcak tutan bir sıcak yolluk sistemi aranır. Cam takviyeli PA gibi aşındırıcı malzemeler kullanıldığına ise aşınmanın fazla olduğu bölgelere dikkat edilmelidir. Yolluk giriş ucundaki küçük çaplarda aşırı bir aşınma oluşur. Bu nedenle değiştirilebilir yolluk giriş uçlarının kullanımı tercih edilir. Yolluk giriş metoduna karar verildikten sonraki adım yolluk giriş kesitinin boyutlandırılmasıdır. Genellikle parçanın görüntüsel kalitesini arttırmak için küçük yolluk izi/artığı tercih edilmekte ve yolluk girişinin çapı da minimum seçilmektedir. Küçük yolluk girişlerinde ise basınç kayıpları artmakta, parçaya gerilmeler ilave edilmekte ve aşırı kesme ısıları sonucu parçada başka kusurlar ortaya çıkabilmektedir. Parçanın görüntüsel kalitesi önemli değil ise yolluk giriş kesitini büyük seçmek yararlı olmaktadır. 3- Yolluk giriş boyutlarını etkileyen faktörler Yolluk girişinin boyutlandırılmasında dikkate alınması gereken temel kriterler aşağıda özetlenmiştir. Parça et kalınlığı: Et kalınlığı büyük olan parçalarda, ütüleme basıncı sırasındaki çekmeleri karşılayacak malzemeyi besleyebilmek için büyük yolluk girişleri kullanmak gerekir. Düşük kesitli yolluk girişleri ile çarpılmış veya tam dolmamış parçalar elde edilir. Genellikle yolluk girişinin çapı parça et kalınlığından daha küçüktür. Et kalınlığı 1mm'nin altında olan parçalarda ise yolluk girişi çapı, basınç düşüşünü önlemek için et kalınlığından büyük seçilir. Polimer cinsi: Polimer viskozitesi ne kadar yüksek ise, yolluk girişi ucunda büyük çap ve küçük yükseklik (derinlik) seçilmesi malzeme akışındaki sınırlamaları ortadan kaldırır. Enjeksiyon malzemesinin amorf veya kristalin olmasına göre yolluk giriş tipinin boyutlandırılmasına dikkat etmek, sıcak yolluk üreticisi firmaların tecrübelerinden yararlanmak gerekir. Soğutma sisteminin konumu: Yolluk girişine göre doğru konumlandırılmayan soğutma (ısı regülasyonu) kanalları sıcak yolluk sisteminin çalışmasında problemler yaratır. Yolluk girişine çok yakın yerleştirilen soğutma kanalları girişte ön donmaya, çok uzağa yerleştirilenlerde sıcak girişler ve damlamalara neden olacaktır. Üretici firmanın tavsiyelerine göre yolluk girişlerindeki soğutma kanallarının konumlandırılması gerekir. Kalıp tasarımı bu konumlandırmaya izin vermiyor ise prensip olarak girişe yakın soğutma kanallarının kullanılması durumunda (soğuk uç) girişleri büyütmek, girişe uzak kanalların yerleştirilebilmesi durumunda da (sıcak uç) girişleri küçültmek girişin kontrolüne yardımcı olacaktır. Yolluk giriş ucundaki sıcaklığı kontrol etmek parça kalitesi açısından da çok önemlidir. Yolluk giriş ucunun etrafında ve kalıbın erkek tarafında girişin tam karşısında ayrı bir soğutma çevrimin kalıp tasarımında daima dikkate almak gerekir. Enjeksiyon hızı: Çok yüksek enjeksiyon hızları kullanılması durumunda, yolluk girişinde plastiğin aşırı şekil değişimi kesmeleri (shearing) altında bozulmasına-degrade olmasına ve basınç düşüşlerine mani olmak için yolluk girişi büyük seçilir. Yolluk girişlerinde çok yüksek akış hızlarının ve şekil değişimi kesmelerinin oluştuğu unutulmamalıdır. Örnek olarak, 106g ağırlığında PS bir parçanın (100cm³) enjeksiyonu 1 saniyede yapılır ise, Q (malzeme akış hızı) 100cm³/s olacaktır. Yolluk girişinin kesiti 1mm²ise, yolluk girişindeki enjeksiyon hızı 100.000 mm³/1mm² = 100.000 mm/sn veya 100m/sn yaklaşık olarak ses hızını 1/3'ü olmaktadır. Bu şartlarda üç misli büyüklükte bir parça basılırsa yolluk girişinde ses hızına erişilecektir. Ortalama şekil değişimi kesme hızı (y, 1/sn) için y(1/sn) = 4 Q / pi r³ formülü dikkate alınır ise, yolluk kesitindeki maksimum kesme değeri için yaklaşık olarak 500.000 sn^-1 değeri hesaplanır. Bu değer bir çok plastik için çok yüksek bir değerdir ve enjeksiyonu yapılan plastiğin bozulmaması için ya enjeksiyon hızını azaltmak yada yolluk kesitini arttırmak gerekir. Çeşitli plastikler için müsaade edilebilen maksimum kesme gerilmelerinin ve hızlarının değeri aşağıdaki tabloda verilmiştir; TABLO - 1: Çeşitli Malzemelerin Maksimum Kesme Gerilmeleri ve Kesme Hızları
Eriyik sıcaklığı: Eğer polimer müsaade edilen maksimum sıcaklıkta basılıyor ve kalıp doldurulamıyor ise küçük bir yolluk girişi seçilip, artırılan kesme hızlarının getireceği sıcaklık artışı ile plastiğin viskozitesi düşürülebilir ve plastiğin akışkanlığı arttırılır. Giriş geometrisi: Yolluk girişlerinde plastiğin rahat akışına engel olabilecek tüm keskin köşelerden kaçınmak gerekir. Plastiğin akışını rahatlatan büyük radyüsler kalıbın dişi tarafındaki yolluk girişi tasarımında dikkate alınmalıdır. Özellikle aşındırma etkisi yüksek katkılı plastikler kullanıldığında yolluk girişindeki çok yüksek akış hızları dikkate alınarak, kalıp girişindeki aşınmaları azaltmak ve girişteki çeliğin direncini arttırmak için sivri ve keskin kesitlerden kaçınmak gerekir. Yolluk giriş boyutunun seçiminde dikkate alınması gereken çeşitli faktörlere göre giriş kesitinin uygunluğu TABLO 2 de özetlenmiştir. TABLO - 2: Yolluk Kesiti Büyüklüğünün Çeşitli Kriterlere Uygunluğu
Yolluk girişlerinin boyutlandırılması için geçmiş tecrübelerden yararlanabilinir. Bugün kaliteli sıcak yolluk üreticileri tüm sıcak yolluk sistemini ve yolluk girişlerinin boyutlandırılmasını bilgisayar simülasyon programları yardımı ile yapmaktadırlar. Yolluk giriş tiplerinin seçiminde ve giriş kesitlerinin boyutlandırılması için mutlaka sıcak yolluk üreticisi firmanın bilgilerinden yararlanmak ve tasarım önerilerine uymak gerekir. 4- Yolluk giriş uçlarında Mold Masters teknolojisi Mold Masters en yenilikçi gelişmeleri, yolluk giriş ucu uygulamalarında yapmıştır. Hemen hemen her tipteki yolluk giriş ucu uygulamasında geliştirmeler yapılmış ve halen de yapılmaya devam edilmektedir. Değiştirilebilir vidalı yolluk giriş uçları, istenilen parça kalitesine, kullanılan malzeme cinsine ve parça üzerindeki müsaade edilen yolluk izine göre seçilebilmektedir. Enjeksiyonu kritik olan ve hassasiyet gerektiren polimerlerde yolluk giriş ucunda istenilen ısıl şartları sağlayabilmek için giriş uçlarında özel alaşımlar ve kompozit malzemeler kullanılmaktadır. Yolluk giriş ucunda daha yüksek ısı iletimi elde edebilmek ve ucun aşınma mukavemetini arttırmak için giriş uçlarında Mold Masters'ın patenti olan tungsten karbür uçlar kullanmaktadır. Yüksek ısı iletim katsayısı özelliklerine sahip özel bir tungsten karbür toz alaşımından metal enjeksiyonu ile üretilen bu uçların resmi Şekil 7'de gösterilmiştir. Birbirinden farklı 15 yolluk giriş ucu sayesinde, her tip plastik malzeme istenilen tipteki yolluk izi ile basılabilmektedir.
Silindirik yolluk giriş uçları için kullanılan Tungsten karbür uçların dışında, yolluk girişlerinde çift metalden (Bi-Metallic) oluşturulan uçlarda kullanılmaktadır. Bu uçlar ile yolluk giriş ucunun iç kısmında ısı iletim katsayısı yüksek malzemeden yapılmış uç sayesinde yolluk memesi içindeki plastik malzemenin sıcaklığı giriş ucuna taşınmakta ve uçtaki sıcaklıkta düşüş olmamakta, dış kısımdaki ısı iletim katsayısı düşük malzemeden yapılmış ikinci uç sayesinde kalıba olan ısı kaybı minimize edilmektedir. İki ucun arasına dolan plastik eriyikte ısı izolasyonu sağlamakta ve giriş ucunun istenilen sıcaklıkta tutulabilmesini sağlamaktadır. Şekil 8'de bu tip bir ucun montajlı resmi ve fotoğrafı verilmektedir. Bu ısıl dengeleme sayesinde parçanın görünüm kalitesi arttırılmakta ve çevrim süreleri azaltılmaktadır.
Yolluk girişlerinde çok özel malzeme alaşımlarının kullanımı gelecek yıllarda daha da geliştirilecek ve kullanıcılara çok daha geniş çalışma imkanları oluşturulacaktır. Mold Masters tarafından geliştirilen çeşitli yolluk giriş uçları Şekil-9 da toplu olarak gösterilmiştir. 5- Sonuç Burada kısaca sıcak yolluk sistemlerindeki yolluk giriş tipleri tanıtılmış, seçiminin önemiurgulanmış ve boyutlarını etkileyen faktörler hatırlatılmıştır. Özet olarak doğru boyutlandırılmış bir yolluk girişi:
Yanlış seçilen ve boyutlandırılan yolluk girişleri parça kalitesini de düşürmektedir;
bunlara örnek olarak sayılabilir. Daha fazla bilgi için: www.moldmasters.com | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder