Enjeksiyon kalıplarında karmaşık geometrilerin oluşturulması için havalı maça geliştirilmesi

Abstract

Plastik işleme teknolojileri her geçen gün gelişmekte ve binlerce plastik çeşidi ile hayatımıza girmektedir. Bu çalışma içerisinde plastik ürünlerin karmaşık, ters geometrik formlarının üretimine ilişkin alternatif bir çözüm geliştirilmesi çalışılmıştır. Dünya üzerinde bu tip çözümler için kullanılan yöntemler bir el parmakları sayısı kadar bile yoktur.Çalışmada mevcut teknolojiler araştırılmış ve elde edinilen bilgiler yeni yöntem olan Havalı Maça geliştirilmesinde kullanılmıştır. Malzeme Bilimi, Elektronik Bilimi, Kalıp Teknolojileri Bilimlerinde detaylı araştırmalar yapılmış, hedef ürün ve mevcut teknikler için patent ve standartlar incelenmiştir.Tasarım evrelerinde bu elde edinilen bilgilerden faydalanılarak, Havalı Maça ve kalıp tasarım süreçlerinde kullanılmıştır. Tasarım sürecinde yapılan katı modelleme, mekanik analizler ve soğutma analiz çalışmaları tez içerisinde detaylı olarak çalışılmıştır. Havalı Maça yöntemi ile kalıp içerisindeki parça sayısının azaltılması sağlanmış olup, kalıbın daha sağlıklı ve hızlı soğumasına imkan verdiği tespit edilmiştir. Havalı Maça'dan, ürün conta bölgesine verilen basınçlı hava , conta bölgesindeki 180 °C 'deki eriyik plastiği 5 Sn'de 146 °C ye düşürdüğü analizler ile tespit edilmiştir. Maça bölgesinin soğumasına etki ettiği yapılan analizler ile gözlemlenmiştir. Bunun yanı sıra Aircore maçası içerisinde oluşturulan özel su geçiş kanallarının ürünün soğutma süresine etki ettiği gözlemlenmiştir ( Conformal Cooling ). Böylelikle kalıp soğutma çevrimi süresinde yaklaşık 1/3 oranında azalma olduğu görülmüştür. Kalıp içi durumların tespitinde, CFD - Plastik enjeksiyon prosesi simülasyon programı, Moldex 3D kullanılmıştır. Bu sayede proses ve ürün üzerinde optimizasyon yapma imkanı oluşmuştur.Kalıp içi analizlerde plastiğin 1.27 sn içerisinde dolum yaptığı görülmüştür. Dolum aşamasında maksimum basınç 64.5 Mpa olarak gözükmektedir. Dolum sürecinin %35.2 kısmında basınç seviyesi 5.34 Mpa seviyelerinde gözükmektedir. Yapılan enjeksiyon baskı çalışmalarında bu değerler dikkate alınarak çalışılmıştır.Tasarım ve imalat süreci tamamlanan kalıp ile yapılan denemeler sonrasında, akademik tezin hedefi olan, plastik enjeksiyon kalıplarında ters açılı conta kanalını oluşturabilmek için yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Bu çalışmanın ileriki süreçlerinde değişik malzemeler ve farklı geometrik formlar ile çalışmalar yapılması önerilmektedir.

Owing to developing of plastic industry, the researches about plastics rose. In this study, an alternative solution for the production of reverse geometric and complex forms development was studied. The method used for these solutions on the world are very scarce.In this study, existing technologies have been investigated and obtained information was used to develop the new method, the air core. Conducted detailed research in Materials Science, Electronic Science, Mould Technology Science, patents and standards for target products and techniques available were examined.Obtain this information acquired in the design phase was used in air core and mold design process.The solid modeling in the design process, mechanical analysis and analysis of cooling was studied in detail in the thesis.It is provided that reducing the number of parts within the mold by air core method. Altough , a more healthy and rapid cooling of the mold has been found to allow. The compressed air ,sent from the air core to the gasket, reduced of molten plastic's temperature from 180 °C to 146 °C for 5 seconds. In addition to this, the particular water passage formed in the Air Core was observed to influence the product cooling time(Conformal Cooling). Thus, mold cooling cycle time is about 1/3 reduction was observed.CFD - Plastic injection molding process simulation program, Moldex 3D was used for detection of inside of mold. In this way, optimization possibilities are occurred of the process and productAs a result of analysis of in-mold, plastic filling has been seen that in 1.27 sec. In the filling stage seems to be the maximum pressure of 64.5 MPa. At 35.2% of the filling process, the pressure level shown by the 5.34 MPa level. In the injection molding operation, these values are taken into account.After the trials with design and manufacturing process is completed mold, which is the target of an academic thesis, new method has been developed to create a reverse angle on the plates gasget channel form for injection molds.Next in the process of this study, different materials and different geometrical forms of the trials are recommended.