Cam elyaf takviyeli PA 6.6 nın enjeksiyon prosesinin simülasyon yoluyla analizi

Abstract

Makina elemanları imalatı, otomotiv yedek parçaları, inşaat, mekanik tesisat ve kimya sektörü gibi pek çok alanda yaygın olarak kullanılan plastiklerin sanayideki kullanım alanları her geçen gün artmaktadır. Yüksek darbe dayanımına ve kimyasal dirence sahip olan plastik malzemelerin cam ve karbon elyafı gibi malzemelerle takviye edilmesi sayesinde mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi, plastiklerin kullanım alanlarının ve kullanım oranlarının artışına katkı sağlamaktadır. Plastik enjeksiyon kalıplama plastikler için en yaygın imalat yöntemidir. Enjeksiyon aşamaların herbirinin etkin şekilde uygulanması plastik enjeksiyon kalıplama işleminin veriminin ve elde edilen ürünlerin kalitesinin artırılması açısından son derece önemlidir. Bu çalışmada, otomotiv yan sanayiinde kullanılan bir ara soğutma sistemine ait cam elyaf takviyeli polyamid (PA) 6.6 matrisli bir kazanın plastik enjeksiyon kalıplama ile imalatının simülasyon yolu ile analizi gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla öncelikle plastik enjeksiyon kalıplama işlemine ait giriş ve çıkış parametreleri ortaya koyulmuştur. Daha sonra enjeksiyon süresine bağlı olarak enjeksiyon sonrası parçadaki basınç dağılımı, sıcaklık artışı, maksimum kayma gerilmesi bölgeleri ve değeri, kayma oranı, donmuş tabaka oranı, soğuma süresi, çökme izleri, dolum kolaylığı ve çevrim süresinin değişimi sonlu eleman analizleri ile incelenmiştir. Sonuçlar değerlendirilerek uygun enjeksiyon şartları belirlenmiştir.

Usage areas of plastics which are commonly used in many industries such as machine component manufacturing, automotive side industry, construction, mechanical installation and chemistry increases day by day. Reinforcement of plastics, which have high impact strength and chemical resistance, with materials like glass and carbon fibers contribute the increase of usage areas and rates of them by improving their mechanical properties. Plastic injection molding is the most common manufacturing method for plastics. Implementing injection stages is extremely important for increasing the efficiency of plastic injection molding process and product quality. In this study, simulation based analysis of manufacturing of an automotive side industry intercooler system boiler made from glass fiber reinforced polyamide (PA) 6.6 with plastic injection molding is realized. For this purpose, input and output parameters of plastic injection molding process are presented at first. Afterwards, variation of pressure distribution, temperature increase, maximum shear stress regions and value, shear rates, frozen layer rates, cooling interval, sink marks, ease of filling and cycle interval depending on injection interval are investigated with finite element analyses. Appropriate injection conditions are determined with the evaluation of results.