PLASTİK ENJEKSİYON KALIP TASARIM KURALLARININ ANALİZİ VE UYGULANMASI. Canan TUGAYTİMÜR YÜKSEK LİSANS TEZİ MAKİNE EĞİTİMİ ANABİLİM DALI

Transkript

1

2 PLASTİK ENJEKSİYON KALIP TASARIM KURALLARININ ANALİZİ VE UYGULANMASI Canan TUGAYTİMÜR YÜKSEK LİSANS TEZİ MAKİNE EĞİTİMİ ANABİLİM DALI GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ HAZİRAN 2016

3 Canan TUGAYTİMÜR tarafından hazırlanan PLASTİK ENJEKSİYON KALIP TASARIM KURALLARININ ANALİZİ VE UYGULANMASI adlı tez çalışması aşağıdaki jüri tarafından OY BİRLİĞİ ile Gazi Üniversitesi Makine Eğitimi Anabilim Dalında YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak kabul edilmiştir. Danışman: Prof. Dr. Hüseyin Rıza BÖRKLÜ Endüstriyel Tasarım Mühendisliği, Gazi Üniversitesi Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Yüksek Lisans Tezi olduğunu onaylıyorum... Başkan: Yrd. Doç. Dr. İhsan TOKTAŞ Makine Mühendisliği, Yıldırım Beyazıt Üniversitesi Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Yüksek Lisans Tezi olduğunu onaylıyorum... Üye: Yrd. Doç. Dr. H.Kürşad SEZER Endüstriyel Tasarım Mühendisliği, Gazi Üniversitesi Bu tezin, kapsam ve kalite olarak Yüksek Lisans Tezi olduğunu onaylıyorum... Tez Savunma Tarihi: Jüri tarafından kabul edilen bu tezin Yüksek Lisans Tezi olması için gerekli şartları yerine getirdiğini onaylıyorum... Prof. Dr. Hadi GÖKÇEN Fen Bilimleri Enstitüsü Müdürü

4 ETİK BEYAN Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Tez Yazım Kurallarına uygun olarak hazırladığım bu tez çalışmasında; Tez içinde sunduğum verileri, bilgileri ve dokümanları akademik ve etik kurallar çerçevesinde elde ettiğimi, Tüm bilgi, belge, değerlendirme ve sonuçları bilimsel etik ve ahlak kurallarına uygun olarak sunduğumu, Tez çalışmasında yararlandığım eserlerin tümüne uygun atıfta bulunarak kaynak gösterdiğimi, Kullanılan verilerde herhangi bir değişiklik yapmadığımı, Bu tezde sunduğum çalışmanın özgün olduğunu, bildirir, aksi bir durumda aleyhime doğabilecek tüm hak kayıplarını kabullendiğimi beyan ederim. Canan TUGAYTİMÜR

5

6 iv PLASTİK ENJEKSİYON KALIP TASARIM KURALLARININ ANALİZİ VE UYGULANMASI (Yüksek Lisans Tezi) Canan TUGAYTİMÜR GAZİ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ Haziran 2016 ÖZET Plastik enjeksiyon üretim yöntemi; ham malzemeyi yükleme, bunları ısıtma ve ergitme, basınçla kalıba enjekte etme, oluşan parçayı soğutma ve çıkartma, son işlem uygulama (atıkları kesme, yüzey işlemleri vb.) gibi işlemler içerir. Tüm bu süreçte kalıp çok önemli bir işlev icra eder. Böylece tasarlanacak kalıbın kalitesi üretilecek parça kalitesi ve maliyetine doğrudan tesir edecektir. Bu tez kapsamında plastik enjeksiyon kalıp tasarımı ele alınmakta ve modern Bilgisayar Destekli Tasarım (BDT) sistemleri ile bu işlemin nasıl etkin yapılacağı tanıtılmaktadır. Bu tez içinde; plastik enjeksiyon kalıpların geometrik şekillendirmelerinde temel kurallar (eğim açısı, yolluk vb.) ve unsurlar (pah, kavis, vida yuvası vb.) tanıtılmaktadır. Ayrıca, plastik enjeksiyon kalıp tasarımı esnasında belirtilen noktalar adım adım anlatılmıştır. ABS ürün malzemesi olarak seçilmiş ve detaylı olarak anlatılmıştır. Kalıp tasarımı hakkında genel bilgiler verilmiştir. Daha sonra bu teorik bilgiler desteğiyle örnek bir ürünün kalıbı üç boyutlu CAD programı kullanılarak tasarlanmıştır. Seçilen 3 örnek kalıp tasarımı da (basitten zora değişen) tez içinde gösterilmektedir. Bilim Kodu : Anahtar Kelimeler : Plastik Enjeksiyon, Plastik Enjeksiyon Kalıp Tasarımı, Bilgisayar Destekli Tasarım Sayfa Adedi : 95 Danışman : Prof. Dr. Hüseyin Rıza BÖRKLÜ

7 v ANALYSIS AND APPLICATION OF PLASTIC INJECTION MOLD DESIGN RULES (M. Sc. Thesis) Canan TUGAYTİMÜR GAZİ UNIVERSITY GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES June 2016 ABSTRACT The production method using plastic injection molding includes some operations such as: loading raw material, heating and melting them, injection melt material with pressure into mold, cooling and extraction the formed part, post treatment processes (cutting waste, surface treatment, etc). The designed mold performs a very important function during this entire process. Thus, the quality of the mold being designed will directly affect the quality and cost of parts to be produced. Within the context of this thesis, the design of plastic molds is examined and it is presented that how this process can be effectively performed by using modern CAD systems. The thesis also describes and discusses the basic rules of geometric shapes (the angle of inclination, runners, etc) and general design features (chamfers, curves, boss, etc) used in mold design. ABS is chosen as the product material and it is described in detail. It provides general information about mold design. After that the mould is designed for a commercial product using a CAD program The chosen 3 sample mold designs which ranges from ranging from simple to complex, are presented in the thesis. Science Code : Key Words : Plastic Injection, Plastic Injection Mold Design, Computer Aided Design Page Number : 95 Supervisor : Prof. Dr. Hüseyin Rıza BÖRKLÜ

8 vi TEŞEKKÜR Plastik Enjeksiyon Kalıp Tasarımı adlı tez çalışmamın konu seçiminde, yürütülmesinde, sonuçlandırılmasında ve sonuçların değerlendirilmesinde maddi ve manevi destek ve yardımlarını esirgemeyerek beni yönlendiren değerli danışman hocam Sayın Prof. Dr. Hüseyin Rıza BÖKLÜ ye, tez çalışmam boyunca benim için göstermiş olduğu sabır ve anlayıştan dolayı kardeşim Berna YAMAN ŞİMŞEK e yüksek lisans çalışmalarım sırasında danıştığım her konuda bana yardımcı olan Dr. Ömer ŞENGÜL e teşekkürü bir borç bilirim. Çalışmalarım sırasında bana manevi destek olup, desteklerini hiç esirgemeyen sevgili aileme, eşim Doğan TUGAYTİMÜR ve dünyaya gelişiyle hayatıma anlam kazandıran sevgili kızım Asil TUGAYTİMÜR ve sevgili oğlum Rüzgar TUGAYTİMÜR e şükranlarımı sunarım.

9 vii İÇİNDEKİLER Sayfa ÖZET... ABSTRACT... TEŞEKKÜR... İÇİNDEKİLER... ÇİZELGELERİN LİSTESİ... ŞEKİLLERİN LİSTESİ... SİMGELER VE KISALTMALAR... iv v vi vii x xi xiv 1. GİRİŞ LİTERATÜR TARAMASI PLASTİK KALIP TASARIMI Çekme Payı Çekme Miktarını Etkileyen Enjeksiyon Parametrelerini İnceleme Çekmeyi Etkileyen Faktörler Tasarım ve Malzeme Seçimi Tasarımda Plastik Malzeme Seçim Kriterleri Peki neden ABS en uygun malzeme olarak seçilmiştir? PARÇA TASARIM İLKELERİ Et Kalınlıkları Kaburga, Nervür (Kıvrım) ve Profil Genelde kaburgalar Çıkıntı ve Delikler Delikler Çıkıntılar Köşeler ve Radyüsler... 39

10 viii Sayfa 4.5. Parça Eğimi ve Eğim Açısı İç Gerilme ve Eğilme Toleranslar Deliklerin Kenara Mesafesi Vida Yuvası (Bosslar) Kaynak İzi Yüzeysel İşlemler Örnek Parçanın Bilgisayar Destekli Ortamda Göz Adedi KALIP HAZIRLAMA Çıkma Açısı Analizi (Draft Analysis) Ölçekleme (Scale) Komutu Analiz Yapımı Ürün Et Kalınlık Analizi (Thickness Analysis) Kalıp Ayırma Çizgisi Oluşturma ( Parting Lines ) Yüzeyi Kapatma (Shut Off Surfaces) Parça Ayrılma Yüzeyi (Parting Surfaces) Kalıp Kütüklerine Hazırlık Kalıp Çekirdeklerinin Oluşturulması ( Tooling Split ) Maçanın Tanımlanması Hareketli maça çalişma prensibi Yan Maça ve Lokmaların Oluşturulması Combine (Birleştirme) Komutu ile Maça Ekleme Kalıp Parçalarının Ayrılmaları KALIP TASARIM ÖRNEKLERİ Genel Giriş Otomobil Parçası Mold Tools ile Kalıplanması... 67

11 ix Sayfa 6.3. Rondelanın Mold Tools Kullanılarak Kalıplanması Mold Tools ile Kaliplanan Maçalı Kalıbın Montaj Hali Cıvata kalıbının montaj hali SONUÇ VE ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ... 95

12 x ÇİZELGELERİN LİSTESİ Çizelge Sayfa Çizelge 3.1. Bazı malzemelerin farklı çekme miktarları Çizelge 3.2. Genel ABS özellikleri Çizelge 3.3. Et kalınlığı değişiminde geçişler... 31

13 xi ŞEKİLLERİN LİSTESİ Şekil Sayfa Şekil 1.1. Plastik granüller... 1 Şekil 1.2. Enjeksiyon kalıbı kesit görünüşü... 3 Şekil 1.3. Otomobil parçası kalıbı... 3 Şekil 1.4. Enjeksiyon kalıbında dişi ve erkek plaka... 4 Şekil 1.5. Enjeksiyon kalıbı... 5 Şekil 1.6. Enjeksiyon kalıbında itici sistemi... 6 Şekil 1.7. Enjeksiyon kalıbında yolluk sistemi... 6 Şekil 1.8. Enjeksiyon kalıbının montaj hali... 8 Şekil 2.1. Kalıp boşlukları yerleşim planın standart işlemi Şekil 3.1. Feature Manager tasarım ağacında malzeme seçimi Şekil 3.2. Feature manager tasarım ağacında plastik malzeme seçimi Şekil 3.3. Feature manager tasarım ağacında plastik grubunda polimer seçimi Şekil 3.4. Plastik malzemelerin mekanik özellikleri Şekil 3.5. Akrilonitril Butadien Strienin in yapıtaşları Şekil 4.1. Et kalınlık değişiminde geçişler Şekil 4.2. Yerel büzülmeler ve boşluklar Şekil 4.3. Nervür tasarımı ve reçine akışı Şekil 4.4. Çoklu konektör tasarımları: (a) kötü, (b) iyi Şekil 4.5. Kaburga boyutları Şekil 4.6. Kaburgaların yüzeye yerleştirilmesi Şekil 4.7. Kör cidar delikleri Şekil 4.8. Köşe radiyüsleri Şekil 4.9. Kör delikler Şekil Boydan boya delikler Şekil Kötü boss tasarımları ve oluşan çöküntü izleri... 44

14 xii Şekil Sayfa Şekil Uygun boss tasarımları Şekil Eriyik plastiğin kalıbı doldurması ve bu esnasında oluşan kaynak izi Şekil 5.1. Mold Tools komut grubunda Scale komutu Şekil 5.2. Scale komutunun uygulanması Şekil 5.3. Ürüne Parting Lines yapılarak kalıp ayırma çizgisi belirleme Şekil 5.4. Sarı renkli düz yüzeyde yapılan düzenleme işlemi Şekil 5.5. Bir ürüne Shut Off Surface yapılması Şekil 5.6. Bir Ürüne Parting Surface yapılması Şekil 5.7. Bir ürüne Parting Surface komutu ile etek verilmesi Şekil 5.8. Kalıp kütük taslakları Şekil 5.9. Parçaya Tooling Split yapılması Şekil Core Komutunda girilen veriler Şekil Combine komutunu kullanmak Şekil Oluşturulan örnek bir maça görüntüsü Şekil Body-Move/ Copy komutu ile kalıp yarımlarından birinin ayrılması Şekil Body-Move/Copy komutunun uygulanması Şekil Body-Move/Copy komutunun her iki kalıp yarımına uygulanması Şekil Body-Move/Copy komutunun maçaya uygulanması Şekil Kalıp oluşturma işlemini tamamlama Şekil 6.1. Ölçekleme (scale komutu) Şekil 6.2. Parçada ayrım hattı (parting lines) yapılması Şekil 6.3. Parçada boşlukları kapatma (shut off surface) yapılması Şekil 6.4. Parçada ayrım yüzeyi (parting surfaces) yapılması Şekil 6.5. Parçanın erkek ve dişisini oluşturma Şekil 6.6. Erkek kalıp Şekil 6.7. Dişi kalıp... 71

15 xiii Şekil Sayfa Şekil 6.8. Kalıp Şekil 6.9. Kalıbın montaj hali Şekil Parça Şekil Ölçekleme (scale komutu) Şekil Parçada ayrım hattı (parting lines) yapılması Şekil Parçada boşlukları kapatma (shut off surface) yapılması Şekil Parçada ayrım yüzeyi (parting surfaces) yapılması Şekil Parçanın erkek ve dişisini oluşturma Şekil Dişi kalıp Şekil Erkek kalıp Şekil Kalıbın montaj hali Şekil Örnek kalıp kesiti Şekil Kalıp elemanları Şekil Kalıbın kesit görünümleri Şekil Ürün Şekil Dişi kalıp Şekil Erkek kalıp Şekil Kalıp Şekil Kalıp drawing sayfasında Şekil Drawing sayfası... 85

16 xiv SİMGELER VE KISALTMALAR Bu çalışmada kullanılmış simgeler ve kısaltmalar, açıklamaları ile birlikte aşağıda sunulmuştur. Simgeler Açıklamalar C Santigrat Derece GPa Giga Paskal gr/cm³ Gram/ Santimetreküp kj/m² Kilojul/ Metrekare Mm Milimetre MPa Mega Paskal Kısaltmalar Açıklamalar 3D ABS BDT CNC ÇYMAPE HCN HDT MFI SAN 3 Dimension Akrilonitril Butadien Strien Bilgisayar Destekli Tasarım Computer Numerical Control Çok Yüksek Moleküler Ağırlıklı Polietilen Hidrosiyanik Asit Heat Deformation Test Melt Flow Indeks Strien Akrilonitril

17 1 1. GİRİŞ Plastikler 1800 lü yılların sonunda hayatımıza giren yeni malzemeler olsa da, üstün özellikleri sayesinde, plastik üretimi hızla artarak endüstriyel uygulamalarda her geçen gün daha önemli bir yer işgal etmektedir. Günümüzde plastikler; tıp, havacılık, otomotiv, elektrik-elektronik sanayisinde yoğun olarak ve birçok teçhizat yapımında kullanılmaktadır. Ergiyik plastiğin içerisine talaş, baryum, cam, mika, metal tozu vb. birbirinden farklı özellikte malzemeler konularak, her defasında yeni bir polimer üretimi sağlanabilmektedir. Plastik malzemeler çok geniş bir yelpazede üretildiğinden, bu malzemelerin her birini işlemek için yeni imalat ve tasarım yöntemi zamanla ortaya çıkmıştır. Bu yöntemlerin çıkış amacı en kısa sürede, en az maliyetle kaliteli ürünler üretmektir. Bir ürünün kalitesi sadece iyi bir imalat yöntemi seçmek ve uygulamak ile mümkün olmaz. Bazı bilim adamları ve malzeme uzmanları, geniş uygulama potansiyelinden ötürü, yaşadığımız çağı Plastik Çağı olarak kabul eder. Plastiğin sahip olduğu bu potansiyel tasarımcıların bu alana daha çok ilgi duymasını sağlamış ve böylece de plastik teknolojisi daha fazla gelişmiştir. Şekil 1.1 de plastik granüller görünmektedir. Şekil 1.1. Plastik granüller [1] Önceki yıllarda kalıp tasarımı, geleneksel yöntemler ve teknik resim kuralları dikkate alınarak yapılırken, son birkaç yıldır gelişen CAD programları ile daha hassas ve hızlı

18 2 tasarımlar yapılmaktadır. Resim elle çizildiğinde olası birçok hatanın yanında daha büyük tolerans aralığı söz konusu olmaktaydı. Bu eski sistem maharetli ve yüksek el becerisine sahip teknik elemanlarca yürütülürken aynı işlem/işlemler yeni programlar ile daha kolay ve hızlı yapılabilmektedir. Üretim öncesi ürün hakkında tahmin ve öngörü sahip olmayı mümkün kılan yeni sistemler ile malzeme israfı önlenmekte ve maliyetler azaltılabilmektedir. Tasarlanmış olan ürünlerde değişiklik yapabilme özelliği ve bu işlemin montaja yansıtılması, çizim ölçeğini değiştirebilme vb. özellikler programların önemli avantajları arasındadır. Günümüzde bilgisayar destekli tasarım, imalatçılar tarafından da kabul görmüş ve program üreticileri her yıl yeni özelliklere sahip programları kullanıcılara sunmuşlardır. Bu çalışmada bilgisayar yazılımlarıyla tasarımı yapılan plastik bir parçanın kalıplanıncaya kadar olan bütün aşamaları detaylı olarak incelenmiş ve kalıplama ile ilgili bir bilgi panosu oluşturulmuştur. Bunları sağlayan programları CAD (Bilgisayar Destekli Tasarım), CAM (Bilgisayar Destekli İmalat), CAE (Bilgisayar Destekli Mühendislik) olarak 3 e ayırmak mümkündür. Bu üç destek program yaklaşımı; parçayı modelleme, enjeksiyon aşamasında makinaya girmeden önce analiz etme ve işleme sonrası malzemenin biçim ve durumu ile ilgili veriler sağlayarak imalat sürecini olumlu etkilemiştir. Genellikle CAD programı olarak Auto-Cad, Unigraphics, Solidwork, Pro- Engineer vs. kullanılarak parça modellemesi yapılıyorken, CAM programı olarak Mastercam, Solid-Cam, Catia-Cam vb. programları ile parça sanal olarak işlenecek ve CNC tezgahlarında imali gerçekleştirilecektir. Şekil 1.2 de enjeksiyon kalıbı kesiti gösterilmiştir.

19 3 Şekil 1.2. Enjeksiyon kalıbı kesit görünüşü [2] Şekil 1.3. Otomobil parçası kalıbı [3] Enjeksiyon kalıplama yöntemi plastik parça üretiminde kullanılan en sorunsuz ve önemli yöntem olarak kabul edilir. Bu yöntem hammaddeyi tek bir işlem sonucunda ürüne dönüştürdüğü için kütle üretimine uygundur. Enjeksiyon yönteminin en önemli

20 4 avantajlarından birisi, parça geometrisi ne kadar karmaşık olursa olsun ikinci bir işleme ihtiyaç duyulmadan sonuca ulaşmadır. Enjeksiyon kalıbı kalıplanacak parça ölçülerine uygun kavite içerisine, ergitilmiş granülün enjekte edilmesi ve soğutulmasını sağlayan sistemdir. Enjeksiyon makinesinde termoplastikler kalıplanırken kovan içerisindeki granüller, dışarıdan rezistanslar yardımıyla ısıtılarak ergitilir ve kalıp içine açılan boşluğa enjekte edilir. Kalıba enjekte edilen ergimiş reçine, kalıp açıldığında birdenbire soğuk hava ile temas ederse çatlama olacağı için, soğutma işlemi kalıp içerisinde başlar. Kalıp içerisine soğutma kanalları açılarak kanallarda su sirkülasyonu yapılır. Soğutma kanallarında çoğunlukla su kullanılır, ancak bazı durumlarda bazı sıvı ve gazlar kullanılabilir. Bir enjeksiyon makinesinin en önemli elemanlarından biri kalıptır. Şekil 1.3 te bir otomobil parçasının enjeksiyon kalıbı gösterilmiştir. Şekil 1.4. Enjeksiyon kalıbında dişi ve erkek plaka [4] Yukarıdaki Şekil 1.4 te bir enjeksiyon kalıbının en önemli parçaları olan dişi ve erkek plaka ürün ile birlikte gösterilmiştir.

21 5 Kalıbın esas görevleri: Eriyik granülün tüm kalıp boşluklarına homojen dağılımını sağlamak, Eriyik granüle son şeklini vermek, Malzemenin düzgün bir şekilde soğutulmasını sağlamak, Ürünün rahatça dışarı çıkarılmasını sağlamaktır. Şekil 1.5. Enjeksiyon kalıbı [5] Kalıpların yukarıdaki görevlerini yerine getirmek için şu özelliklere dikkat edilmesi gerekir: İşlenen malzeme Kalıbın temel tasarımı İtici sistemi (Şekil 1.6)

22 6 Yolluk sistemi (Şekil 1.7) Kalıp boşluğu sayısı Kalıp büyüklüğü şeklinde sıralanabilir. Parça geometrisini oluşturan kalıp boşluğu iki temel parçadan oluşur. 1. Erkek (Core) Kalıp 2. Dişi (Cavity) Kalıp Şekil 1.6. Enjeksiyon kalıbında itici sistemi Şekil 1.7. Enjeksiyon kalıbında yolluk sistemi

23 7 Plastik enjeksiyon kalıplarıyla hurda malzeme miktarı minimum düzeye indirilmekte, çok düşük toleranslı işleme sağlanmakta, çok büyük hacimli iş parçaları tek bir işlem basamağı ile yapılabilmekte, plastik ürün içerisine ek parçalar koyulabilmekte, işçilik ve parça maliyeti düşürülmektedir. Bu tez kapsamında CAD programlarından SolildWorks 2010 tasarım programı kullanılarak Koltuk Tekerleği tasarımı yapılmış, malzeme seçimi ve tekerleğin sahip olması gereken tasarım özellikleri detaylı anlatılmıştır. Bu tezin amacı enjeksiyon kalıp tasarımı ile ilgili kaynak, bilgi ve tecrübe eksikliği alanındaki boşluğu gidermeye çalışmaktır. Tez yazım sürecinde bu alanda önemli bir kaynak eksikliği olduğu belirlenmiş ve böylece de değerli bir konu seçildiği gerçeğini ortaya koymuştur. Tez yazımının diğer bir amacı ise kalıplama işleminin kısa sürede yapılabildiğine ışık tutarak, tasarım sürecini adım adım anlatmaktır. Şekil 1.8. de bir enjeksiyon kalıbının montaj hali gösterilmiştir.

24 8 Şekil 1.8. Enjeksiyon kalıbının montaj hali [6]

25 9 2. LİTERATÜR TARAMASI Bu yüksek lisans tezi bilgisayar destekli tasarım ve hacim kalıp tasarımını birleştiren bir araştırma çalışmasını içermektedir. Enjeksiyon kalıp tasarımı, maliyet hesabı ve imalatı, plastik malzemelere dayalı seri üretimde çok önemli bir yere sahiptir. Kalıp tasarım aşaması, hata yapma olasılığının fazla olduğu pahalı ve yorucu bir çalışmayı gerektirir. Geleneksel tasarım yöntemleri (tasarımcı bilgi/tecrübe/yeteneğine bağlı) genelde olumlu sonuçlar vermemekle birlikte bilgisayar destekli sistemler (daha etkin/ optimum tasarım ve imalat ilişkili problemleri aşmak için) çok daha faydalı ve etkin olabilmektedir. Alexander PARKES tarafından bulunan ilk insan yapımı plastik ile birlikte plastik 1862 yılında Londra'da düzenlenen Uluslararası Fuarda Parkesine adlı kalıp ile birlikte sergilenmiştir. Parkesine kalıbı, ısıtmalı ve soğutmalı bir sisteme sahiptir yılında Amerikalı mucit John Wesley Hyatt bitmiş formu işleyerek ve iyileştirmeler yaparak Celluloid isimli plastik bir malzeme geliştirmiştir. Kardeşi Yeşaya ile birlikte 1872 yılında ilk enjeksiyon kalıp makinesi patentini almıştır. Burada ilk defa kalıp kullanan Hyatt günümüz makinelerine göre basit bir enjeksiyon kalıbı icat etti. Bu makinede kalıp içine ısıtılmış bir silindir ile plastik enjekte etmek için piston kullanıldı ve düğme, tarak vb. ürünler üretildi da Amerikalı mucit J.W. Hendry bugünkü makinelerin de temel mantığını oluşturan çok daha hassas ilk vidalı enjeksiyon makinesini üretti. Bugün tüm enjeksiyon makineleri vidalı enjeksiyon sistemi ile çalışmaktadır lerde Hendry soğutma sistemi, gaz ve sıvı destekli olan ilk enjeksiyon makineyi üreterek ve sürecin gelişimine katkı sağlamıştır [7]. Plastik kalıp tasarımı, diğer endüstri dallarında da olduğu gibi, bilgisayar teknolojisindeki gelişmelere paralel olarak büyük bir ivme kazanmıştır. Önce tamamen el ile yapılan uzun ve yorucu çizimler zamanla kalıp tasarımı amaçlı yazılımlar ile yapılmaya başlanmıştır. Günümüz bilgisayar destekli tasarım sistemleri; kolay, hızlı, kaliteli vb. özelliklere sahip kalıp tasarımı yapmayı mümkün kılmaktadır. Bu tür özellikler ile maliyet ve rekabette büyük avantajlar sağlamaktadır. Diğer taraftan bu tür yazılımlarda kullanılan modelleme mantığı, satış sonrası destek ve yardım, fiyat gibi konular, bakış açısına göre, avantaj ya da dezavantaj olabilir. Bilgisayar destekli tasarım iki boyutlu çizim ile başlamıştır. Bunun nedeni, başlangıçta bilgisayar donanımları yeterince gelişmemiş ve bilgisayar ortamına iki boyutlu resimleri aktarma isteğidir. Önce çok cazip olan iki boyutlu modelleme üç boyutlu modelleme

26 10 sonrası biraz önem kaybetmiştir. Ayrıca, üç boyutlu modelleme programları kullanılarak tasarımların doğrudan ve otomatik iki boyutlu resimler elde edilebilmektedir. Klasik bilgisayar destekli kalıp tasarımı esnasında tasarımcı kalıp tasarımını etkileyen tüm parametre ve etkileşimlerini düşünerek optimum karar almalıdır [8]. Bu sebeplerden dolayı tasarımcı yükünü azaltmak amacıyla özel bilgisayar destekli kalıp tasarımı yapılmaktadır. Mok, Chin ve Ho, bilgi tabanlı sistemi, çözümü uzmanlık gerektirecek kadar zor olan problem çözümlerinde öğrenme ve sonuç çıkarma işlemleri kullanan akıllı bilgisayar programları olarak tanımlamaktadır [9]. Hermaste, Sutt ve Küttner enjeksiyon kalıp tasarımı ile ilgili bilgi tabanlı kalıp programlarına ait şu örnekleri vermiştir: IMPART Enjeksiyonla kalıplamada başlangıç aşamasında rehberlik görevi üstlenen program, IMES Kalıplama işlemi sonrası oluşan problemleri çözmede rehberlik eden program, DTMOULD-1 Kalıp maliyet hesaplaması yaparak kalıpla ilgili maddi sorulara cevap veren bilgi tabanlı program, MOULDX ve EIMPLAN-1 parçaların kalıplanıp kalıplanmayacağını ön tasarım aşamasında geliştirilmesini sağlayan program, CAD Drexel Üniversitesi tarafından enjeksiyon kalıp tasarımı için geliştirilmiş bilgi tabanlı programıdır. Low ve Lee, tüm kalıp sistemine entegre edebilmek amacıyla yıllardır kalıp tasarımı işleminin belirli alanlarında bilgisayar destekli tasarım araştırmaları yapıldığı ve bu çalışmalar sonucu kalıp tasarım işlemi için ticari olarak günümüzde IMOLD, ESMOLD, IKMOULD gibi programlar geliştirildiğini belirtmiştir [10]. Low ve Lee, kalıp tasarımında önemli olan süreyi etkin kullanmak için her kalıba ait ortak bir kavite yerleşim planı çizmiştir.

27 11 Kavite Düzeni Çoklu Kavite Düzeni Tekli Kavite Düzeni Farklı Ürün Aynı Ürün Dengelenmiş Dengelememiş Doğrusal Kavite No:2 Kavite No:4 Kavite No:8 Kavite No:16 Kavite No:32 Kavite No:64 Dairesel Kavite No:3 Kavite No:4 Kavite No:5 Kavite No:6 Standart olmayan kavite Şekil 2.1. Kalıp boşlukları yerleşim planın standart işlemi [10] Fu plastik parça özelliklerine göre kalıplanabilme şartlarını belirleme amaçlı çalışmalar yapmıştır. Hui plastik malzemenin desteklemek amacıyla geometrik bir yaklaşım sistemi

28 12 geliştirmiştir. Kalıp içerisinde plastik hammadde akışı modelleme ve hareket simülasyonu kapsamlı bazı çalışmalar yapmıştır [11]. Geleneksel yöntemle kalıp tasarımı zaman ve ekonomik açıdan büyük kayıplar oluşturacağı için bilgisayar destekli sistem ve yöntemlerin kullanılması kabul görmüştür [12]. Lou plastik kalıp tasarımında bilgisayar kullanımı özellikle yeniden tasarım gerektiğinde zamandan büyük tasarruf sağlar [13]. Bilgisayar dışındaki diğer uygulamalarda tekrar mümkün değilken, bilgisayara dayalı yöntemlerde düzeltme işlemi kolaydır. Bu durum üretim maliyetini direkt etkilemektedir. Yine Lou vd. parça modelleme, yapay zeka teknolojisi ve kural temelli bilgi işlem sistemi kullanarak kalıp tasarımı için bir yöntem geliştirmişlerdir [14]. Hui kalıbın çalışabilirliğini test etmeye yardımcı olan kalıp açılma çizgisi ve maçaları içeren araştırmalar yapmıştır [15]. Huang, Gupta, Stoppel, kalıp tasarımında karmaşık şekilli parçalara ait bir algoritma geliştirmişlerdir. İki parçalı kalıp şeklinde üretilemeyen ve uzun süre çalışması istenen parça tasarımında kullandıkları algoritma ile kalıp tasarım süresini çok kısaltmışlardır [16]. Priyardashi ve Gupta çok parçalı kalıp setini otomatik tasarlayan bir algoritma geliştirmişlerdir. Bu çalışmada kalıp açılma çizgisi belirleme, ürün ayrım hat ve yüzeyleri oluşturma gibi sorunlara çözüm aranmış ve bir algoritma geliştirilmiştir. Geliştirilen algoritma ile ürün analiz edilerek tasarım aşamasında kalıp seti montaj ve demontajı yapılmaktadır [17]. Spina ise karmaşık şekilli parça yolluk sistemleri ile ilgili yaptığı araştırmada kalıbın dolum şekli, kalıp soğutma verimi gibi konularda sonlu eleman analizleri kullanmıştır [18]. Barriere, Gelin ve Lui enjeksiyon kalıp simülasyonu üzerine çalışmalar yapmış ve sonlu elemanlar yöntemi ile elde ettiği tüm sonuçları yeni geliştirdikleri simülasyon sonuçları ile karşılaştırmışlardır [19]. Chung ve Lee ise enjeksiyon kalıp tasarımında çıkan problemlerle ilgili birimler arası bir bilgisayar ağı oluşturmuş ve olası çözümlerin doğruluğunu kontrol etmek amacıyla tasarım sürecinde karşılaşılan problemleri bölümlere gönderilmiştir [20]. Kong ve diğerleri Visual C++ programlama dili ve Solidworks programını kullanarak 3 boyutlu bir kalıp tasarım sistemi geliştirmişlerdir. Bu çalışmada kalıp ve parça tasarım detayları, plastiğin hareketi ve kalıp dolumu gibi konular ele alınmıştır [21]. Uluer ise enjeksiyon teknolojisini sıcak hammaddeyi kalıp içerisine uygun basınçla gönderip ergiyik plastiğin kalıp boşluğunda şekil almasını incelemiştir. Ergimiş plastik sıcak kalıptan kolayca akmakla birlikte soğuyan ve geometrik şekli kalıp içerinde belirlenen ürünü dışarı çıkma süresini hesaplamak gerekir. Aksi halde soğuk yolluğa sahip kalıp kullanılırsa ergimiş plastik çabuk soğur ve kalıp dolmadan plastik katılaşır. Ergimiş

29 13 plastiğin kalıp içinde bu davranışı amaçlı bu iki durumun alt ve üst sınırlarını belirlemek baskı süresi hakkında fikir verir. Uluer, Güldaş, Özdemir kalıp sıcaklını sabit tutmak, kalıp içine açılmış kanallarda su veya başka sıvılar dolaştırmak sureti ile sağlanır [22]. Tang, Chassapis ve Manoochehri soğutma süresi, eriyik sıcaklığı ve proses süresi seçilen plastiğe göre farklı olabilir. Soğutma sisteminin tasarımı üretilen parça geometrisine göre değişebilir. Soğutma kanalları, ısıyı en iyi taşıyabilecek şekilde, kalıbın en uygun bölgesine yerleştirilmelidir [23]. Xu, Sachs ve Allep plastik enjeksiyon kalıplarına soğutma kanal yerleştirme tasarımı amaçlı araştırmalar yapmışlardır [24]. Li soğutma sistemi yerleştirmeye kılavuzluk yapan ve destek sağlayan bilgi tabanlı bir bilgisayar sistemi geliştirmiştir [25]. Lin serbest şekilli plastik için en uygun soğutma sistemi geliştirmede sinir ağ tabanlı sistemler kullanmıştır [26]. Li ve Zhou plastik enjeksiyon kalıp sistemlerini otomatik olarak yerleştirmeyi sağlayan çalışmalar yapmışlardır [27]. Li bir televizyon panelini enjeksiyon yöntemle üretmede gerekli olan soğutma sistem simülasyonu geliştirmiştir. Yapılan tüm bu çalışmalarda, önceden gerekli tüm parametreleri elde ederek sonraki tasarım aşamasındaki olası zaman kayıplarını en aza indirmek amaçlanmıştır. Enjeksiyonla kalıplamada olası hataları önlemek için kalıplama işlemi yapılırken en uygun çalışma sistemi oluşturulmalıdır. Aksi takdirde karşılaşılması muhtemel problemlerle uğraşırken önemli tasarım detayları gözden kaçırabilir. Oluşturulan bu sistemi kullanarak tasarım aşaması sorunsuz atlatılabilir ve sonraki aşamalara da destek sağlanabilir. Kalıpla imalat esnasında parça kalitesinden işlem hızına kadar birçok faktör dikkate alınır. Bu süreçte en düşük çevrim zamanında en iyi ürünü elde etmek amaçlanır. Üretilecek ürün özellikleri hakkında bilgi sahibi olduğu için tasarımcı, parçaya en uygun plastik malzemeyi seçmeye karar verir. Seçilen bu malzeme işlem esnasında girilen parametre değerlerinin işlem sonucu ulaşılacak çıktı kalitelerini önemli derecede etkiler. Malzeme seçimi ve enjeksiyon işlem şartları, üründe oluşacak olası problem çözümlerinde etkili olabilir [28]. Malzeme seçimi yapılırken granüle ait fiziksel ve kimyasal özellikler, parça et kalınlığı, kalıplama metodu, gibi faktörler dikkate alınır. Plastik kalıp tasarım ve imalinde rol alan; tasarımcı, parça imalat ve işlemede çalışan teknisyenler, montaj iş/işleminde çalışan elamanlar, çeşitli ve plastik malzeme konu uzmanları vb. arasında iyi bir iletişim ve işbirliği olmalıdır. Çünkü tek başına tasarımcı, kalıp gibi özel alan ve

30 14 uzmanlık gerektiren bir konuda (kalıp imalat makineleri, malzeme seçimi ve ısıl işlemler, imalat yöntemleri vb.) gerekli her ayrıntıyı bilmeyebilir. Günümüzde kalıp tasarımında artık bilgisayar destekli sistemler kullanılmaktadır. Bu amaçla kullanılan 2 ve 3 boyutlu programların ad ve içerikleri farklı olsa da bunlar ile yapılacak kalıp seti aynı veya birbirine çok yakın olur. Bilgisayar ortamında kalıp tasarım işlemi tıpkı kalıp üretimi gibi birçok parametreye bağlıdır. Bu parametreler ve kalıpta üretilecek model kullanılarak kalıp birimleri oluşturulur. Bölüm diye anılan ana girdiler, katı modelleme ve yüzey modelleme metotları kullanılarak oluşturulur. Bilgisayar Destekli Mühendislik (CAE) tasarım aşamasında değişik seçeneklere ait avantaj ve dezavantajları karşılaştırarak optimum (ekonomik ve kalite açısından dengeli) ürün tasarımı yapılmasını sağlar. Autodesk Moldflow programı sonlu elemanlar yöntemini kullanarak analiz yapmaktadır. Bu işlem için önce bir CAD programı kullanılarak ürüne ait geometrik model bilgisayara aktarılmalıdır. Kalıp üretimi sonrası geriye dönülemez veya kalıbın tekrar işlenmesi de verimli olmaz [29]. Enjeksiyon işlemi sırasında karşılaşılması olası problemlerin çoğu bu esnada yapılacak küçük değişikliklerle giderilebilir. Üretilen parça çok karmaşık değilse problem, malzeme, kalıp, işlem tekniği gibi etkenlerden biri veya birkaçına müdahale ile çözülür. Bir parçada problem; işlem öncesi (malzeme tedariki ve depolama), işlem süreci (çevrim esnasındaki çalışma şartları) ya da işlem sonrasında (parçalara son işlem uygulama, paketleme) gibi aşamaların herhangi birinden kaynaklanır. İşlem öncesi ya da sonrası meydana gelen problemler genelde malzeme kirlenmesi, renklendirme, tozlanma, nem alma gibi sebeplerden kaynaklanır. Bu tür problemler genelde açık yapıdadır ve çözümleri de kolay olur. Ama işlem esnasında meydana gelen problemler daha karmaşık ve çözülmesi zor türde olur. Bu ikinci grup problemler de makine, kalıp, çalışma şartları, malzeme ve parça tasarımı ile ilgili olmaktadır [30]. Kalıplanmış parçaların mekanik ve fiziksel özellikleri bunların imal edildiği plastik malzeme kimyasal özelliklerine bağlı olarak değişir. Böylece kullanılacak alana göre en uygun ürün malzemesi seçilmelidir. Günümüzde civarında enjeksiyona uygun plastik malzeme olduğu tahmin edilmektedir ve bu sayı da her geçen gün artmaktadır [31].

31 15 Tasarımın istenen özellikleri karşılaması malzeme seçiminde önemli olur. Bu özellikler; çekme, çentik, darbe ve katlanma dayanımları, en çok/az sıcaklık dayanımları, dış ortamın etkisi, aleve ve kimyasal etkilere direnç, aşınma ve çizilme direnci, elektriksel direnç vb. olabilir [32]. Bu özellikler dikkate alınarak seçilen malzemeye uygun tasarım da yapılmalıdır. Plastik malzemeler; kolay üretim, hafiflik, estetiklik, kolay renk verilebilme ve ekonomik olma vb. gibi birçok avantaj sunarlar. Böylece günümüz rekabet ortamında plastik mamullerin istenen işlevi iyi bir şekilde sağlayabilmesi için en uygun işleme yöntemi seçilmeli ve optimum bir tasarım gerçekleştirilmelidir. Plastik malzemeler artık sanayide çok önemli bir yere sahiptir. Yani bunlar gıda paketlemeden ulaşıma kadar hemen her alanda kullanılmaktadır [32]. Tasarım sürecinde kullanılacak plastik malzemelerin kimyasal ve fiziksel özellikleri yanında bunlardan üretilecek parçaların geometrik şekillendirmeleri de kurallara uygun olmalıdır. Aksi halde, delik, kaburga, diş vb. gibi kısımları şekillendirme ve boyutlandırma sonrası kalıplama işlemi akabinde çarpılma, bozulma, boşluk gibi sorunlarla karşılaşılabilir. İyi bir ürün geliştirebilmek/tasarlayabilmek için şu bilgilere sahip olunması gerekir: 1) Ürün fonksiyonlarına ait bilgiler 2) Plastik malzeme davranışları hakkındaki bilgiler 3) Konuyla alakalı bütün ekonomik ve psikolojik faktörlere ait bilgiler 4) Plastik işleme yöntemleri ile ilgili bilgiler 5) İşleme teknolojisi hakkındaki bilgiler vb. Tasarımcı, eğer imalat yöntemleri hakkında fazla bilgiye sahibi olursa, daha iyi bir tasarımlar yapabilir [32]. İyi/optimum bir plastik ürün tasarımı için şu dört temel hususu akılda tutmak gerekir: 1) Ürünün Tasarımı 2) Ürüne en uygun gelen plastik malzeme seçimi 3) Üretim için gerekli alet ve takımların (makine, kalıp) tasarımı ve bir araya getirilmesi

32 16 Her şeyin tasarımla başlayacağı asla unutulmamalıdır. Plastik parça tasarımında yapılacak hatalar, üretime kadar tüm süreci baştan sona etkileyecektir [33]. Ürün tasarımına başlarken önce parça boyutlarını belirlemede etken olan tolerans tespiti yapılır. Zor ve birçok faktöre dayanan bu işlem esnasında şu konulara dikkat etmek gerekir: Kalıp ve işlem ile ilgili kalıp tasarımı esnasında kalıpçılığa özgü mantıksal işlemler (eğim belirleme gibi), kalıp imalinde kullanılacak metal malzemenin zamanla korozyonu veya aşınması, enjeksiyon esnası şartların çekmeye etkileri, kullanılacak malzemedeki olası değişiklikler, kalıplama sonrası ortam şartlarının parçaya etkisi, çekmeler vb. gibi. Ürünün kullanım yeri ile ilgili olarak üretilen parçanın kullanımı esnasında aşınması, maruz kalacağı dış yüklerin büyüklük ve süresi (malzeme sünme halinde uzama gibi), yüksek sıcaklık etkileri, temas edeceği kimyasal madde etkileri, nemden dolayı şişme gibi olumsuzluklar vb. belirtilebilir [34]. İmal edilecek parça, doğal olarak bazı işlevleri karşılamalıdır. Parça, estetik veya fonksiyonel (genelde her ikisi de) ihtiyaçları karşılamalıdır. Tasarımda gelişme olabilmesi için parçanın fonksiyonu ve parçaya etkiyen çevre şartları çok iyi bilinmelidir. Fonksiyonun tam olarak bilinmesi tasarımı kolaylaştırır. Aşağıdaki hususları kullanmak çeşitli tasarım faktörleri tanımlamaya yardımcı olabilir [8]: Genel Bilgiler; Parçanın fonksiyonu nedir? Parça nasıl imal edilecek? Alan ve hacim sınırlaması var mıdır? Kullanım ömrü ne kadardır? Hafiflik isteniyor mu? Benzer uygulamalar bulunuyor mu? Yapısal Özellikler; Hizmet süresince parçaya yük uygulama karakteristiği nedir? Yüklerin genliği nedir? Hizmette ne kadar kalacak? Hizmet süresince izin verilen şekil değişimi miktarı ne kadardır?

33 17 3. PLASTİK KALIP TASARIMI Kalıp tasarımı için Solidworks 2010 Core & Cavity ve Mold Tools ara yüzleri kullanılmıştır [35]. SLDPRT formatında kaydedilecek olan ürün Top Plane seçilerek Sketch açılması suretiyle çizilmiş ve parça Features komutları kullanılarak üç boyutlu bir hal almıştır Çekme Payı Bütün plastik malzemeler içerdikleri katkı madde miktarlarına göre değişik özellikler gösterirler. Ayrıca, her tür kalıplamada kalıpta ısıtılarak sıcak hale gelen ürün zamanla soğuduğu için (bu işlem kalıpta soğutma sistemleri ile başlar ürünün kalıp dışına atılması ile hızlanır) ekzotermik hali sebebiyle küçülür. Plastik malzemelerin bu özellik ve kalıplama mantığından dolayı enjeksiyon kalıplarında ürün, teknik resminden büyük yapılır. Buna göre plastik malzeme çekmesi, kalıp boşluğunda erimiş reçine katılaşması ile oluşan ürün üzerindeki geometrik ve boyutsal şekil bozuklukları şeklinde olur. Kalıplanan parçada ısı ve basınç farkı içyapıda gerilme yaratarak malzeme çarpılmalarına sebep olur. Isıl genleşme katsayısı olarak anılan ve bir maddenin birim sıcaklık değişimi ile oluşan hacimsel sıcaklık değişimi, plastik maddelerde oldukça yüksek olur. Ayrıca, yüksek kristalleşme oranı plastik malzeme kalıplarında çekmeyi kaçınılmaz yapar. Yapılan birçok araştırma çekmenin ürün basıldıktan sonra devam ettiğini, hatta kullanım ömrü boyunca üründe boyut değişiminin (az da olsa) sürdüğü belirlenmiştir. Böylece çekme payı, kalıp tasarımda dikkate alınması gereken en önemli faktörlerden biri olarak kabul edilir. Çekme payı gözetilmeden yapılmış parçanın bir montajda yer alacağı varsayılsa, diğer parçalarla ölçüsü uymayan bir parça ancak geri dönüşüme gönderilebilir. Ürüne ait parçaları şekillendirirken tasarımcı, çalışma ortamını da dikkate alarak en uygun malzemeyi seçer. İkinci önemli faktör ise çekme hesabının lineer ve uzunluğa bağlı olmasıdır. Bu faktörler dışında; enjeksiyon sıcaklık ve basıncı, kalıplanan ürün geometrisi, parça et kalınlığı ve değişimi, kalıp giriş tipi, giriş sayısı vb. de çekme payını etkilemektedir. Soğuma ve sıcaklık kaybı esnasında bütün malzemelerin çekmeleri bilinmektedir. Plastik malzemelerde bu durum malzeme termal genişleme miktarına göre değişir. Kristalleşen

34 18 termoplastikler, kristalleşme oranına ilave olarak çekmeye de maruz kalırlar. Bu kristalleşme ve çekme oranı plastiğin ürün haline dönüşürken soğuma hızına bağlıdır. Burada en belirgin örnek olarak Polietilen (PE) verilebilir. Soğuduğunda çok zor kristalleşen bu malzemede yavaş soğutma ile %50 ye varan bir kristalleşme fazlalığı görülebilir.. Malzeme üzerindeki dahili basıncı değiştirmenin en uygun yolu kendisi de gazlardan meydana gelen plastik içindeki gaz oranını arttırmaktır. Burada etkili olan malzeme özelliğini tamamen değiştiren katkı maddeleridir. Çekme oranı açısından en uygun malzeme köpük arttırıcı katkı maddesidir ve bu da işlem esnasında nitrojen gazı açığa çıkararak basıncın artmasına yardımcı olur. Çizelge 3.1. Bazı malzemelerin farklı çekme miktarları Malzeme Çekme Oranı Dökme Reçine 0,9-1,3 Reçineler 0,5-0,7 PVC 0,3 Aspest katkılı Fenoplast 0,15-0,3 Akrilik 0,6-0,8 Polipropilen 0,6-2 Polistrien 0,3-0, Çekme Miktarını Etkileyen Enjeksiyon Parametrelerini İnceleme 1. Enjekte sıcaklık ve katkı maddesi oranına bağlı olarak çekme miktarı artmakta, enjekte basınç ve ütüleme zaman artışına bağlı olarak ise çekme miktarı azalmaktadır. 2. Plastik enjeksiyonda kullanılan malzeme çekme miktarları, ürün çekme miktarını doğrudan etkiler. 3. Plastik katkı maddesi artışına bağlı olarak parça parlak ve sert dokulu özellik kazanır. Bu durum ise parça üretim maliyetinde artışlara sebep olabilir. 4. Enjekte basıncı artış ile makine ve kalıba gelen kuvvet de artar. Böylece de makine ve kalıbın çalışma ömrü kısalabilir ve/veya sistemde çeşitli arızalar oluşabilir. 5. Enjekte basıncını artırmak için fazla enerji sarf edilir ve bu da üretim maliyetini artırabilir. 6. Enjekte sıcaklığını artırmak fazla enerji sarfiyatına yol açar. Bu durumda da fazladan soğutma gerekir ve yine ürün/üretim maliyeti artabilir. 7. Enjekte sıcaklığını artırmak, soğutma süresi ve parça üretim zamanını (maliyetini) artırabilir [36].

35 19 Çekme (küçülme) amorf ve yarı kristal plastik malzemeler arasında 4 kat değişen bir farkla kendini gösterir. Buna göre de atomları birbirine bağlayan kovalent bağların dizilişi çekme oranını etkiler. Çekme oranı bağların bağlanış tipleri göre farklı olduğu gibi işleme şartlarının değişmesi dahi farklı oranda çekmelere sebep olur. Hatta baskıdan çıkan malzemenin, farklı yönlerinde farklı çekmeler oluşabilir. Yani, malzemede enjeksiyon yapılan yön ile buna dik yön arasında bariz bir fark görülür. Ayrıca, yarı kristalli dizilişe sahip bir termoplastikte enjeksiyon yönündeki çekme miktarı, ters yöndeki çekme miktarının iki katıdır. Çekme aynı akış yönünde olsa dahi farklı noktalar incelendiğinde, her noktanın farklı çekmeye sahip olduğu ortaya çıkacaktır. Örneğin, akış yolu uzarsa basınç düşeceği için düşük basınç bölgelerinde fazla çekme görülebilir. Farklı kalınlıklara sahip bir parça üretimi yapılıyorsa, aynı malzemeyi kullansak dahi et kalınlık artışı çekme oranını arttırabilir. Eğer malzeme duvarında farklı kalınlıklar varsa, kalın yerler ince bölgelerden daha fazla çekeceği için malzeme (parça) şeklinin bozulma olasılığı artacaktır. Parça resmi çizildiği ve malzemesi belirlendiğinde parçada oluşacak çekmelerin nerede ve nasıl dikkate alınacağı ve uygun çekme değerlerinin seçileceği sorgulanmalıdır. Genelde tasarımcı çekme miktarı ve kritik kalıp boyutlarını belirler (çoğu zaman tecrübeye dayalı). Burada, tasarımı yapılan ürün kalıbına ait farklı çekme özellikli malzeme kullanımı sorgulanabilir. Eğer kalıp üretiminde kavite hesabı yapılırken kullanılan plastiğin çekme oranı %0.6 ise, polistriene (PS) göre tasarlanıp imal edilmişse, polipropilen (PP) gibi çekme oranı %1.5 olan başka bir malzeme ile de kullanılabilir. Ancak daha yüksek çekme oranından dolayı parça biraz daha küçük olacaktır. Bu durum, tasarımı yapılacak parçanın kullanım yeri ve önemine göre tercih edilebilir. Farklı malzemelerle çalışırken parça yüzeyi ve kalıp yüzeyinin nasıl etkileneceği düşünülerek malzeme seçimi yapılmalıdır. Bilgisayar ortamında kalıplanmış parça nominal ebatlarda tasarlandıktan sonra boşluklar (kaviteler) belirleneceği zaman malzeme çekme payı hesaba katılmalıdır. Geometri kontrolü yapılan verilerin (hammaddeye göre) çekme payı tespiti birçok kaynakta yer almaktadır. Mevcut yazılım programında kalıplanacak olan parçaya çekme payı değeri girildiğinde bu oran otomatik olarak parçanın her yerine verilir.

36 Çekmeyi Etkileyen Faktörler Plastik malzeme kullanılarak yapılacak üretim ve sonrasında sıcak malzemenin soğuması ve üzerindeki basıncın kalkması ile çekme oluşacaktır. Bu durum kaçınılmaz olduğu için en aza indirmek, ürünün fonksiyon ve ömrünü olumsuz etkilemeyecek bir düzeyde tutmak gerekir. Basınç, sıcaklık, katkı maddeleri, kalıplama ve soğuma süresi vb. faktörlerin çekme üzerine etkileri incelenmeli ve olası en az çekme oluşacak şekilde parça üretilmelidir. Gerçek ve tam boyutlu üretim için kalıp çekme miktarı kadar büyük yapılmalıdır. Çekmeye etki eden en önemli faktörleri ise şöyle sıralanabilir: Enjeksiyon basıncı Üretim esnasındaki basınç artışına bağlı olarak daha fazla malzeme kalıp boşluğuna dolar ve böylece de çekme azalır. Basınç uygulama süresi Basınçla aynı etkiye sahiptir. Döküm sıcaklığı Sıcaklık yükseldikçe polimer ergiyik viskozitesi düşer ve böylece de kalıba daha fazla malzeme akar (çekme de azalır). Fenolik plastik maddelerde çekme payı miktarı 25 mm boyda 0,025-0,375 mm arasında değişmektedir. Termoset malzemeler için çekme payını yukarıdaki iki değer arasında almak mümkündür. Çekme oranı yüzde olarak belirlenir. Örneğin %0,4 veya lineer 0,004 mm/mm veya 0,004 in/in gibi. Termoplastik malzemelerden polietilenin 25 mm boydaki en büyük çekme miktarı 1,25 mm, naylonda bu miktar en fazla 1 mm olur. Çekme payını belirlemek için uygun malzeme seçilmelidir ve bu ise bazı kriterlere göre yapılır. İstenilen özelliklerin belirlenmesi malzeme seçiminde en önemli kriterdir. Bunlar; çekme mukavemeti, çentik ve darbe dayanımı, maksimum ve minimum sıcaklık dayanımları, dış ortamın etkisi, aleve ve kimyasal etkilere karşı direnç, aşınma ve çizilme direnci, elektrik direnci gibi özelliklerdir [37] Tasarım ve Malzeme Seçimi Parçaya ait en uygun geometrik biçimi belirlemek için tasarımın ilk basamağı olan malzeme seçimi için tasarımcı şu soruları cevap vermesi gerekir.

37 21 Tasarım kavramı ile ilgili sorular: Parça ve ürünün kullanımına ait estetik, yapısal ve mekanik istekler nelerdir? Tasarlanan her farklı parça maliyeti nasıl etkiler? Monte edilen küçük parçalar, büyük bir parça oluşturacak şekilde birleştirilebilir mi? Mühendislik ile ilgili sorular: Parça hangi ortamda ve nerede çalışacaktır? Parçaya gelen yükler statik, dinamik veya çevresel midir? Parça ile ilgili yapısal istekler nelerdir? Parça darbeli yüklere maruz kalacak mıdır? Parça hangi sıcaklıklarda çalışacaktır? Parça herhangi bir kimyasal madde ile temas edecek midir? (Edecekse bu nasıl ve hangi kapsamda olacaktır?) Ürün için istenilen tolerans nedir? Ürünün kullanım ömrü (miadı) ne kadardır? Ürünün montajı nasıl yapılacaktır? Yukarıda belirtilen sorulara cevap bulunduğu zaman bir sonraki aşama malzeme seçimine geçilir. Uygun malzeme belirlendikten sonra parça geometrisi ve et kalınlığına ait hesaplar yapılır. Böylece de tasarım yapılmış olur. Plastik enjeksiyon üretimi için parça tasarımında aşağıdaki sorulara cevap aranmalıdır: Parça et kalınlığı Melt Flow Indeks (MFI) testi sonucu elde edilen akış sonucu ile uyumlu mu? İç köşelere, gerilmeleri en aza indirecek yarıçaplar (radyüsler) verildi mi? Parça et kalınlığı, düzgün, düzenli ve sabit mi? Kaburga kalınlığı, bunla ilişkili et kalınlığına uygun mu? Parçada kalın ve ince kesit varsa, kalından ince kesite akış sağlanabilir mi? Birleşme noktalarında görünüm ve mukavemet problemleri ortaya çıkar mı? Bütün yüzeylere uygun toleranslar verildi mi? Bütün yüzeylere uygun bir kalıptan çıkma açısı ilave edildi mi?

38 22 Tasarım aşamasında bu sorular giderilirken, uygun malzeme seçimi, bu malzemeye göre tasarımı optimize etme ve en uygun üretim yöntemleri ile üretim başarıyla sonuçlanacaktır. Malzeme seçimi kriterler gözönüne alınarak yapıldıktan sonra, SolidWorks e veri girişi şu sıra izlenerek yapılır: Şekil 3.1. Feature Manager tasarım ağacında malzeme seçimi [38] Malzeme iletişim kutusu önceden tanımlanmış malzemeleri seçme ve kullanıcıya özel malzeme oluşturma sağlayan malzeme yönetim ara yüzüdür. Bu iletişim kutusu, Part dosya formatında olan bir parça dosyası açılır, Feature Manager tasarım ağacındaki Malzeme (Material) ikonu üzerine gelinir ve farenin sağ düğmesi tıklanarak Malzeme Düzenle seçilebilir.

39 23 Şekil 3.2. Feature manager tasarım ağacında plastik malzeme seçimi Şekil 3.2 de görünen diyalog kutusunda malzeme seçimi izlenerek plastikler ikonu tıklanmış ve bu malzemelere ait diyalog kutusu seçime hazır hale getirilmiştir. Burada istenilen polimer çeşidi seçilip uygula sekmesine tıklanır ve malzeme seçme tamamlanır. Yani, malzeme kutu ara yüzü kullanılarak iletişim kutusu sol tarafında kullanılabilen malzeme tip ve malzeme ağacı bulunur. Sağdaki sekmeler seçilen malzemeye ait bilgileri görüntüler. Solidworks Simulation eklenmişse, daha çok sekme görülür [39]. Malzemeler, malzeme ağacında aşağıda verildiği gibi yer almaktadır. Kitaplıklar Başlangıçtaki kitaplıklar Solidworks Malzemeleri ve Özel Malzemeler Solidworks malzeme seçim menüsündeki malzemeler salt okunurdur ve Solidworks Simulation ile paylaşılır. Örneğin bunlar; Çelik, Silikon, Plastik gibi kategorilerin altındaki Alüminyum, ABS, Silikon Dioksit gibi malzemeleri içerir.

40 24 Şekil 3.3. Feature manager tasarım ağacında plastik grubunda polimer seçimi Ürün için malzeme olarak ABS seçilmiştir. Diyalog kutusunda polimere ait bütün özellikler sıralanmıştır. Malzeme ataması yapıldıktan sonra ürünün seçilen malzeme ile birlikte kaç gram olduğu, Değerlendir (Evaluate) sekmesinin alt sekmesi olan kütle özelliklerinden (Mass Properties) bulunabilir. Bu sekme araç çubuğu şeklindedir ve kütle hesaplama işlemi ise kalıba ait malzeme ağırlık hesabı yapılmasını sağlar. Çıkan sonuca göre enjeksiyon makinası baskı gramajı göz önüne alınarak kalıp gözü hesabı yapılır. Eğer seçilen malzeme gramaj olarak kalıba uygun değilse, benzer özellikte başka bir malzeme seçilebilir. Birçok ürün tasarımı, çalışacağı ortamda farklı ve değişen yüklere dayanabilen, çeşitli çevresel şartlarda çalışabilecek plastik malzeme içerebilir. Burada tasarımcının ürüne ait özellikleri bilmesi ve bunlara en uygun maliyet vb. analizleri yapması gerekir. Laboratuvar ortamında üretilen plastikten tek başına bu özellikleri karşılaması beklenemez. Ancak, çeşitli malzemelerin

41 25 birleştirilmesi ile oluşan homopolimerler kullanılarak istenen özelliklere sahip yeni bir granül elde edilebilir. Şekil 3.4. Plastik malzemelerin mekanik özellikleri [40] Bazı plastiklerin temel mekanik özellikleri şu şekildedir [40]: Akrilonitril Asetal Epoksi Fenolik Melamin Polyamid : Çekme ve darbe dayanımları yüksek, uzaması azdır. : Çekme, darbe dayanımı, sertlik ve uzaması yüksektir. : Çekme, darbe dayanımı, sertlik ve uzaması yüksektir. : Sert, kırılgan, çekme dayanımı dolgu maddesine göre yüksek veya düşük, uzaması ise çok azdır. : Sert, kırılgan, çekme dayanımı dolgu maddesine göre yüksek veya düşük, uzaması ise çok azdır. Fenolik gibi özellikler gösterse de çekme dayanımı daha yüksektir. : Çekme dayanımı, uzaması ve aşınma dayanımı yüksektir.

42 26 Poliester, TS Poliester, TP Polikarbonat Polietilen, YY Poliüretan Silikon Sülfon : Darbe dayanımı ve uzaması düşüktür. : Darbe ve çekme dayanımı yüksektir. : Çekme, sürünme ve darbe dayanımı ile uzaması yüksektir. : Darbe dayanımı yüksektir. : Darbe dayanımı yüksek, uzaması çok fazladır. : Mekanik özellikler zayıf, ısıl direnci yüksektir : Çekme, basma, sürünme dayanımı yüksektir Tasarımda Plastik Malzeme Seçim Kriterleri Plastik kalıp tasarımında, plastik malzeme seçimi metal malzeme seçiminden daha zordur. Bu durumun temel sebebi plastik malzemenin geniş bir yelpazeye sahip olmasıdır. Plastik malzeme seçiminde şu tür kriterlerin dikkate alınması faydalı olabilir: 1- Plastik malzemeler metallerden farklı özelliklerde olduğu için plastik kalıp tasarımı, kendine özgü ve metal kalıplardan farklı özellikler gerektirir. Örneğin, plastik viskoelastik özellikleri metallerden farklı olur ve tasarım esnasında dikkate alınmalıdır. Tasarımcı, plastik malzeme içyapısına ait davranış ve özellikleri (strüktürleri) iyi bilmelidir. 2- Monte edilecek bir parça, birlikte çalıştığı diğer parçalarla olan ilişkisine göre belirlenir. Örneğin, monte edilen parça ile taşınacak yük miktarı hesaplanır. Bu yükün düşük, orta ve yüksek olması yanında uygulama süre ve aralığı da belirlenmelidir. Yük büyük ve sürekli ise termosetler kullanılabilir ama termoplastik malzeme tercih edilecekse bunlardan performansı daha iyi olan polyester seçilebilir. 3- Montaj halindeki parçanın darbe mukavemeti de dikkate alınmalıdır. Cam takviyeli epoksi, melamin veya fenolin gibi plastiklerin yanında PC ve ÇYMAPE de mükemmel bir darbe mukavemet dayanımını gösterir. 4- Değişken gerilme etkisi altında malzeme içyapısında meydana gelen ve kopmasına sebep olabilen değişikliklere yorulma denir. Metal ve plastik yorulmaları arasında önemli farklar vardır. Metal yorulması çatlak yüzeyde oluşurken, plastik yorulması kalıplama esnasında yüzeyde meydana gelir ve çatlak yayılmasını sönümleyen koruyucu bir tabaka şeklinde olur. Ayrıca plastikler viskoelastik özelliklerine bağlı yüksek sönümleme kabiliyeti ile bariz bir şekilde metallerden ayrılırlar. Bu özellik,

43 27 düşük ısı iletkenliği etkisiyle malzeme içinde bir yumuşama meydana getirerek ısıl yorulmaya sebep olur. 5- Parçada optik özellikler istenmesi de tasarım basamaklarını etkiler. Özel bir dalga uzunluğu olması optik özellik belirlemede önemlidir. Masterbatch olarak hangi rengin tercih edileceği, parça yüzeyinde özel bir dokuma yazı durumu araştırılması gerekir. Akrilikler ve polikarbonatlar iyi optik özellikleri olan termoplastikler arasındadır. 6- Parça yüzeyi işleme kalitesi, parçanın yatak olarak kullanılması hem tasarım hem de malzeme seçimini etkiler. Molibden di sülfit ve grafit gibi katkı maddeleri kullanılarak güçlendirilmiş plastikler iyi sürtünme ve aşınma özelliği gösterirler Peki neden ABS en uygun malzeme olarak seçilmiştir? Darbe dayanımı yüksek, sert, rijit, işlenmesi kolay, metal ve ahşaba alternatif olan bu polimer, yapı olarak termoplast sınıfın bir kopolimeridir. Oldukça iyi ve dengeli özellikleri nedeniyle geniş bir kullanım alanı olan ABS, Akrilonitril, Butadien ve Strienin polimerizasyonu ile elde edilir. İçerdiği madde oranları %15-35 arasında akrilonitril, %5-30 arası butadien, %40-60 arası strien olarak değişir. Sonuç olarak strien ve akrilonitrilin kısa zincirleri butadien uzun zincirleri ile çapraz bağ yapar. ABS in yapı taşları şekil 3.5 te gösterilmiştir [41]. Şekil 3.5. Akrilonitril Butadien Strienin in yapıtaşları Akrilonitril kimyasal direnç, ısı dayanımı ve açık hava koşullarına dayanıklılık gibi özellikler verir. Butadien ise darbe dayanımı ve düşük sıcaklıkta sağlamlık sağlar. Strien rijitlik, yüzeye parlaklığı gibi fiziksel özellikler kazandırır.

44 28 Akrilonitril, Butadien, Strien polimerinin temel üretim maddesi SAN kopolimeridir. Strien akrilonitril içerisine kauçuk katılarak ve tabletler halinde dökülerek elde edilir [40].ABS amorf termoplastikler sınıfına dahildir ve -45 ile +90 C arasında sürekli olarak kullanılabilir [41]. ABS in en önemli özelliklerinden biri +5 C ve altı sıcaklıklarda İzod Darbe Test sonucunun birçok plastiğe göre iyi olmasıdır. Diğer önemli özellikleri arasında kimyasal dayanım, kolay işlenebilme ve birleştirilebilme ve yüksek dielektik dayanım sayılabilir. PVC ve halojenli bileşikler polimerin yanma direncini arttırırken, cam lifi boyut kararlılığı verir. Dördüncü monomer olarak kullanılan metil meta akrilat optik berraklık veriri ki ayrıca ışık geçirme oranı %80 lere ulaşır [40]. Tornalama, delme, frezeleme, testereyle kesme, presle kesme, makasla kesme yöntemleri ile işlenebilirler. İnorganik tuz solüsyonları, alkaliler asitlere kimyasal dirence sahiptirler ama bu özellik zamana, kullanım yeri, sıcaklık ve zorlama seviyesine bağlıdır. Yorulma kırılmasına karşı direnci yüksektir. Bunlara ek olarak ABS malzemeler mükemmel bir aşınma direnci, elektriksel özellikler, nem ve sürünme direnci özelliklerine sahiptirler. ABS malzemeler uzun süre güneş ışığına maruz kaldığında bunların rengi değişir, süneklik ve darbe mukavemetleri azalabilir [42]. Çizelge 3.2. Genel ABS özellikleri [15] Özgül Ağırlığı Gerilme Mukavemeti Elastik Modülü Darbe Dayanımı Deformasyon Sıcaklığı 85ºC Vicat Yumuşama Sıcaklığı 95 ºC 1,04 gr/cm³ 75 MPa MPa kj/m² Akma Uzaması 1,7-6% Kopma Modülü 1,79 3,2 GPa Elektrik yalıtımı çok iyi olan ABS ayıca yüksek sıcaklık direnci ve yavaş yanma oranına sahiptir. Yük altında eğilme sıcaklığı (yani HDT sonucu 114 C) oldukça yüksektir. ABS polimeri bütün süreçlere uygun özelliklere sahiptir. Hafif nem çekme özelliği sebebiyle kullanım öncesi yaklaşık 2 saat C'de kurutulur. Talaşlı imalat için uygun olan ABS, sıcak ve soğuk markalama, elektrolit kaplama, boyama gibi ek işlemlere de izin verir. Ayrıca bazı plastiklerle birleştirilmek sureti ile çok amaçlı özelliklere sahip olur. Yoğunluğu 1,07 g/cm 3 olan ABS yaklaşık olarak 175 C de erimeye başlar ve sıcaklık arttıkça erimiş plastiğin viskozitesi düzgün şekilde düşer. Yaklaşık 290 C de oksidasyon

45 29 ve depolimerizasyon ile malzeme özelliklerini kaybeder. Malzeme iç yapısında bulunan strien suda erimiş tuzlara, orta asit ve baz konsantresine dirençlidir. ABS in en olumsuz özelliği ise yüksek sıcaklığa maruz kaldığında HCN gazı çıkarmasıdır. Bu gaz az miktarda salınsa da oldukça zehirlidir. Hatta II. Dünya Savaşı sırasında gaz odalarında bu gazın kullanılması günümüz 3D yazıcılarında kullanırken ortamı havalandırma ya da müstakil bir havalandırma sistemini gerekli kılmıştır. Bir başka olumsuz özelliği ise yüksek sıcaklıkta büyük parçaların çarpılma riskidir ve ürün boyutları küçük olduğunda bu tür bir problem olmaz.

46 30

47 31 4. PARÇA TASARIM İLKELERİ Doğrudan imalat yöntemleri ile kaliteli parça elde etmek için işlem önemli olsa da, bazı hallerde kalıp tasarımı hayati önem arz eder. Kalıbın en önemli kısmı olan boşluk tasarımı en az parça tasarımı kadar önemlidir. Parça tasarımı yapılırken; et kalınlıkları, kaburga ve profil yapısı, çıkıntılar, yarıçap ve köşeler, delikler ve açılar vb. hususlar dikkate alınmalıdır Et Kalınlıkları Mukavemet ve rijitlik esasına göre tayin edilen et kalınlığı, erimiş reçinenin akma durumuna (MFI sonucuna) bağlı olarak minimum düzeyde belirlenir. Yani, bazı parça bölgelerine ait mekanik ihtiyaçlar belirli miktarda parça kalınlığı olmasını gerekli kılar. Enjeksiyon ile kalıplama yapılan parçalarda parçanın şekli ve karmaşıklığı göz önüne alınarak parça kalınlığı s=0,5-4 mm arasında alınır. Eğer parça çok ince yapıldıysa, mekanik kuvveti arttırmak amacıyla parça üzerine (özellikle delik kenarlarına), federlerle kuvvetlendirme işlemi yapılmalıdır. Malzemenin MFI değerleri, yani açma karakteristikleri plastikten plastiğe farklılık gösterdiği için bu konu ile ilgili standartlar göz önüne alınır. Aşağıdaki çizelgede malzemeye uygun olan tipik parça kalınlıkları tablo şeklinde gösterilmiştir. Çizelge 3.3. Et kalınlığı değişiminde geçişler Malzeme Parça Kalınlığı ABS 1,00-3,50 PC 1,00-3,080 AYPE 0,5-6,035 YYPE 0,75-5,00 PP 0,65-3,80 SERT PVC 1,00-3,80 NAYLON 0,25-2,95 SIVI KRİSTAL 0,20-3 AKRİLİK 0,65-3,80 PS 0,85-3,80 Et kalınlığının doğru tespit edilmesi ürünün çalıştığı andaki performansı açısından hayati önem arz ettiği kadar, enjeksiyon kalıplama sürecinin olası başarı ve verimi hakkında öngörü sahibi olmaya katkı da sağlar. Parça kalınlığı mümkün olduğunca her yerde sabit

48 32 olmalıdır. Aksi halde parça, kalından ince kısmına eğimli olmalıdır. Bu olmazsa plastik akma zamanı ve farklı soğuma oranından dolayı gerilmeler oluşur. Tasarım nedeniyle et kalınlığı değişmesi gerekiyorsa, geçiş yerleri Şekil 4.1 a da göründüğü gibi keskin değil, Şekil 4.1 b deki gibi aşamalı biçimde yapılmalıdır. Bu şekillerde ok ile gösterilen enjeksiyonla kalıplamada reçinenin akış yönü görülmektedir. Şekil 4.1. Et kalınlık değişiminde geçişler Maksimum et kalınlığı 4 mm yi geçmemeli kuralını tasarımda uygulamak; kalın cidarların iş devresini uzatma, malzeme israfı/sarfiyatını artırma ve Şekil 4.2 de de görünen yerel büzülme ve boşluklar oluşmasını önleyecektir. Şekil 4.2. Yerel büzülmeler ve boşluklar Diğer bir önemli sebep ise kalın cidar, malzeme israfına sebep olduğu için enjeksiyondaki çevrim süresinde uzatır. Burada dikkat edilmesi gereken nokta, çok ince et kalınlığına sahip parçalarda kalıp gözünü doldurma zorluğu olabilir. Bu durumda özellikle akış yolu

49 33 uzun olan parçalarda et kalınlığı, işlem süresi de göz önüne alarak, arttırılmalıdır. Kalıbın çalışma prensibi göz önüne alındığında, itici pimler belli bir kuvveti kullanarak parçayı ürün boşluğundan dışarı atabilirler. Bu kuvvetle oluşan darbeye karşı koyabilecek asgari et kalınlığı parçanın çatlaması veya çarpılmasına engel olacak şekilde düzenlenmelidir. Ürüne ait üretim hataları ve enjeksiyon işlemi esnasında performans zafiyetini asgariye indirmenin ön şartı, et kalınlığı için önemli olan standart kalınlığı bulmadır. Eğer et kalınlığı eşit ve düzenli yapılmazsa, bu parçanın (özellikle ince kesitlerde) çarpılması, iticilerden dolayı yüzeyde çöküntü ve birleşme izi gibi hatalar oluşmasına sebep olur. Tasarımda bu konulara dikkat edilmemesi, üretim sürecinde telafisi mümkün olmayan hata ve maliyetler ortaya çıkartabilir. Et kalınlığına ait sadece %20 lik bir değişimin dahi yüzeyde oluşacak üretim hata kaynaklı çöküntü ile sonuçlanacağını bazı kaynaklarda ifade edilmektedir. İstenilen üründe et kalınlıkları arası farklılıklar kaçınılmaz ise kalınlık artışı yumuşak geçişler halinde yapılmalı ya da ürün ayrı ayrı parçalar halinde imal edilip montaj yapıştırma veya kaynak birleştirme ile imal edilmelidir [43]. Kalın olmasına karar verilen cidarlarda, reçine akma hızının yüksek olmasının da etkisiyle, kötü tasarlanan nervürlerde, Şekil 4.3. a da görülen akış bozulmasına sebep olabilir. İşlem aşamasında uygun tasarlanan nervürler kullanılarak, Şekil 4.3. b deki gibi düzeltebilir. Şekil 4.3. Nervür tasarımı ve reçine akışı

50 34 Kötü yapılan tasarımın kalıpta doğuracağı sonuçlara örnek olarak çarpıklıklar, hava tuzakları, iç gerilmeler, uygun olmayan akış modeli ve kaba toleranslar verilebilir. İyi tasarımlarda ise; uygun akış modeli oluşturma, az çarpıklık veya bunların hiç olmaması, çok sıkı toleranslar, malzeme tasarrufu vb. örnek verilebilir. Şekil 4.4 te ise çoklu konektörün kötü ve iyi tasarımları gösterilmiştir. Şekil 4.4. Çoklu konektör tasarımları: (a) kötü, (b) iyi Genel olarak kalın ve ince kısımlar arasındaki oran 3/1 den büyük olmamalıdır. Kalıba enjekte edilen ergiyik plastik parçaya ait kalın bölgeden ince tarafa doğru akması gerekir. Böylece işlem daha düzgün olur. Plastik ürün tasarımında kalın kısımlar istenmez ve akma uzunluğu da bazı sınırla içinde olmalıdır. Soğuyan plastiğin akma direnci artar ve bu da soğuyup sertleşen plastiğin donarak kalıptan çıkamamasına sebep olur. Erimiş plastiğin akma uzunluğu parça kalıplamada kullanılan plastiğin viskozitesi ve kalıplama şartlarına bağlıdır.

51 Kaburga, Nervür (Kıvrım) ve Profil Katı biçimli malzeme mukavemet ve rijitliğini artırmak için şu yollara gidilebilir: Parça tasarımı ile ilgili değişiklik yapmak zor veya olası değilse, bu durumda mukavemet özellikleri (elastikiyet modülü) yüksek bir malzeme seçilir. Buna örnek olarak yüksek oranda cam veya karbon elyaf takviyeli plastikler verilebilir. Kesit alanını büyütmek bir başka çözüm olarak önerilebilir ama bu durumda parça ağırlığına bağlı olarak maliyet de artacaktır (bu da uygun bir çözüm olmaz). Örneğin, cidar kalınlığı 4 mm den 6 mm ye çıkarsa soğuma zamanı (6-4)=2² =4 kez artacaktır. Mukavemet ve şekil değiştirme hesapları sonucu cidar kalınlığı 4 mm den daha yüksek çıkarsa, parça üzerinde yapılacak değişiklik çözümü kaburga ve nervür şeklinde olmalıdır Genelde kaburgalar Geniş düz kesitlerin eğilme mukavemeti ve rijitliğini artırmada kullanılırlar. Bu olumlu özelliklerinin yanı sıra çıkıntı şeklinde olan kaburgalar, tasarımın yüzey görünüşünü bozar ve çarpıklığı arttırırlar. Bu nedenle bunların tasarımı aşağıdaki kriterlere göre yapılmalıdır. Şekil 4.5. kaburga boyutları göz önüne alınarak: Kaburga cidar kalınlıkları sb > s Yükseklik h > 3s; Köşe yarıçapı (radyüsü) r > 0,25-0,50; Eğim açısı >> 0,50; Taksimatı t > 2s değerleri önerilir. Burada s parçanın nominal cidar kalınlığıdır.

52 36 Şekil 4.5. Kaburga boyutları Cidar alanı çok geniş ve estetiğin önemli olmadığı durumlarda, parça kaburga kalınlığı cidar kalınlığının yarısından daha fazla olabilir. Kaburga tasarımı yapılma sonrası reçine akışı yönlendirilirken kalın kaburgalarda problem çıkarırsa, kaynak izleri hava tuzakları olarak ortaya çıkar. Kaburga eğim açıları her yüzeyde minimum 0,5º olmalıdır. Bu açı uygulamada 1,5º alınır ve buna bağlı kaburga yüksekliği belirlenir. Kaburga ve cidar yüzeyi geçiş kavisli köşe yarıçapı minimum r=0,4 mm olmalıdır. Genelde r>(0,25-0,5).s değeri önerilir. Kavisli köşeler, kaburga dibindeki gerilme yığılmalarını önler ve böylece reçine akışını iyileştirirler. Kaburgalar reçine akışına paralel olarak yerleştirilmelidir. Çapraz kaburga akışın dalgalanmasına sebep olurken, bu durum kendini gaz tuzakları olarak yüzeyde gösterir. Maksimum mukavemet ve rijitlik elde etmek için kaburgalar yüzey üzerinde Şekil 4.6 da göründüğü gibi eğilme ekseni yönünde yerleştirilir. Önerilen feder yüksekliği parça kalınlığının 3-5 katı olmalıdır. Büyük tek bir feder tercih edilmelidir. Federin kullanılma amacı et kalınlığı arttırmadan ürünün dış duvar mukavemetini arttırmaktır. Doğru şekilde feder yerleştirme durumunda, iş parçasındaki çarpılma da azaltılabilir. Parça yüzeyinde rahatsız edici bir görüntü vermeyecek bir federin eni, ilişkili duvar et kalınlığının en fazla 1,5 katı olmalıdır.

53 37 Şekil 4.6. Kaburgaların yüzeye yerleştirilmesi Boyu ise kalınlığının en fazla 1,5 katı kadar olmalıdır. Ayrıca federin kalıptan rahat bir şekilde süzdürülmesi için gerekli koniklik sağlanmalı, duvarla birleşim yerlerine 0,5 mm civarında kavis verilmelidir Çıkıntı ve Delikler Delikler Delikler kalıp içerisine yerleştirilen ve maça pimi olarak adlandırılan pimler ile kör ya da açık bir şekilde parça üzerine açılırlar. Ayrıca, torna, freze ve CNC makinaları ile de açılabilirler. Çapı D>5 mm olan deliklerde delik yüksekliği h=3d; D <5 mm olan deliklerde h=2d alınır. Cidar deliklerinde delikler arası mesafe t=2s ve t=2d ilişkilerinden büyük değeri veren alınır. Kör deliklerde dip kalınlığı minimum 0.2D alınır.

54 38 Şekil 4.7. Kör cidar delikleri Deliklerde cidar kalınlığının düzgün olması yanı sıra, gerilme yığılmalarını engellemek için keskin köşeler oluşmamasına da dikkat edilmelidir. Azami mukavemeti korumak ve düzgün bir enjeksiyon akışı sağlamak için ürün üzerindeki delikler bilinçli bir şekilde tasarlanmalıdır. Büyük deliklerde derinlik, çapın %70 ine kadar düşürülebilir. Çapı 1,5 mm den küçük kör deliklerde derinlik, çap kadar olmalıdır. Eğer delik derinliği çapın dört misline çıkarsa, kör delik yerine boydan boya delik tercih edilmelidir. Kalıp üzerinde büyük bir delik mevcut ise bu deliği meydana getiren pimin kalıp duvarına değen ucuna pah kırılarak, kalıplama arasında oluşan yüksek basınç etkisiyle pimin eksen kaçıklığı önlenir. Plastik kalıp üreticileri, kalıp tasarımcıları ve kalıp imalatçılarının karşılaştıkları en büyük problemlerden birisi deliklerdir. Kalıplanmış ürün üzerindeki delikler, kalıp çekirdeği içersindeki erkek pimler ile nihai üründe delikler meydana getirirler. Kör delikler basıncı yüksek akışkan altında zamanla eğilebilir, eksenleri bozulabilir ve eliptik bir delik çevresinde deforme olmasına sebep olur. Kör delik derinliği maksimum pim çapının 2 katı olmalıdır. Eğer kör deliğin derinliği, pim çapının 2 katından fazla ise deliğin elips olması ya da parçanın delik etrafında deforme olması kaçınılmazdır. Çıkma açısı verilen deliklerde ürün kalıptan çıkarılmaya başlandığında andan itibaren ürün ile pim arasında zamanla artan bir boşluk olur. Eğer uygun çıkma açısı verilmemişse ürün ve pim arasında bu boşluk oluşmayacağından pim her defasında sürtünerek hareket eder.

55 39 Bu durumda her defasında sürtünen pim, zamanla aşınacak ve üründe çapak oluşmasına sebep olacaktır Çıkıntılar Montaj işlemlerinde en önemli yapı olan çıkıntılar iyi bir mukavemet sağlamanın yanı sıra estetik açıdan da hoş olmalıdır. Çıkıntı tasarımında aşağıdaki kriterler göz önüne alınmalıdır. Çıkıntı cidar kalınlığına B dersek S cidar kalınlığının %75 inden daha az alınmalıdır. Ancak B>0.5.S olduğunda, yerel büzülmeler oluşma riski artar. Mukavemet açısından çıkıntı kalınlık artışı büyük bir avantaj gibi görünse de kalınlık arttıkça parça üretimine bağlı yerel büzülmeler artacaktır. Gerilmeleri azaltmak için minimum radyüsler R=0.25.S veya tabanda R=0.4.S alınmalıdır. Deliklerde üretim sırasında yerel büzülme oluşma olasılığını azaltmak için delik açılmasını sağlayan pimlere de büyütme işlemi uygulanabilir. Bu pimlerin uç kısımları 0,25mm ye yuvarlatılabilir. Kalıptan parçayı çıkartabilmek için iç ve dış çıkıntı yüzeyi minimum 0,25 mm eğik yapılmalıdır. Mukavemeti artırmak amacıyla kullanılan üçgen kaburgaların yerine, çıkıntıyı yan yüzeylere eklemek daha uygun olabilir. Çıkıntılar arası mesafe minimum 2.S kadar olmalıdır. Bu kurala dikkat edilmezse, aradaki alan kalıpta zor soğutulacağı için parçada kalite problemi ve üretim hatası ortaya çıkabilir Köşeler ve Radyüsler Parça üzerinde keskin köşelerin bırakılmaması, gerilme yığılmalarını önler ve kalıbı kullanışlı kılar. Geçiş radyüsleri r=(0,25-0,6).s arasında olmalıdır. Burada s cidar kalınlığıdır. Şekil 4.8 de c/s oranına bağlı olarak parçada oluşan gerilme yığılma faktörü gösterilmiştir. Genelde parça üzerindeki tüm köşelerde en az r=0,5 mm bir radyüs olması önerilir.

56 40 Şekil 4.8. Köşe radiyüsleri Parça üzerinde özellikle iç köşelerin keskin olması şu olumsuz sonuçları doğurabilir. Kötü akış özellikleri Yüksek gerilmeler Mekanik özelliklerde azalma Yüzey kalitesinde bozulma İçte ve dışta radyüs kullanma avantajları ise: Düzgün soğutma Daha az çarpıklık Daha az akış direnci Daha az gerilme sağlar. Kalıbın köşe içi ve dışı soğutması olmaz ise parça içinde, dışından daha çok çarpıklık ve şekil değişikliği görülür. Bu duruma neden olan köşe dışı ve içi kesit/hacim oran farkları da hesaba katılmalıdır. Plastik enjeksiyonda akışı sağlamak için yüksek basınçlara çıkılmalıdır. Aksi takdirde parçayı kalıptan kolay ayırma iç köşeye verilecek radyüs et kalınlığın 1/2 si kadar olmalıdır. Dış köşelerde ise bu et kalınlığın 3/2 si oranında radyüs verilmesi uygundur.

57 Parça Eğimi ve Eğim Açısı Parça tasarımı yapılırken, kalın ayrım çizgisine dik olan bütün yüzeylerin kalıptan kolay çıkması (yani rahat bir çıkış) için eğim verilmelidir. Bu eğim, kullanılan malzeme ve parçanın geometrik şekline bağlı olarak değişir. Verilecek eğim açısı ise 0,5-1,5º arasında olmalıdır. Termoplastikler soğurken, kalıp erkek kısmına doğru çeker. Parçaya iticilerle vurmadan önce, parçanın erkek kısmı üzerinde kalması için en uygun eğim açısı seçilmelidir. Fiber takviyeli plastikle üretim esnasında, keskin köşeler plastik akışını engeller ve iç gerilme oluştururlar. Köşelerde oluşan gerilme, parça kullanılırken içyapıda meydana gelen akmayla oluşan gerilme eğilmesini arttırır. Bu olumsuz durumu en aza indirmek için köşelerin iç kısmının radyüsü en az duvar kalınlığının ½ si kadar olmalıdır [43] İç Gerilme ve Eğilme Ürün cidar kalınlığı fazla tercih edildiği durumlarda, tasarım sonrası bu parça üretilirken kalın cidar daha geç soğuyacağı için parçada gerilme oluşturur. Bu gibi hallerde üretim sırası ve sonrası tüm parça yavaş soğutularak oluşacak eğilme azaltılabilir. İç gerilme akma yönünde oluşan molekül hareketi akma yönünde olur (izotorpik olmayan yapı). Bu yapı şu iki sebepten ötürü ortaya çıkar: Molekül yönlenmesi ve fiber gibi katkı maddelerinin yönlenmesi. Molekül yönlenmesi olarak ifade edilen erimiş polimer akışında gelişigüzel molekül şekillerini uzatma ve zorlanarak bu şekle gelmedir. Plastik içyapıda oluşan uzama oranı polimer özelliği ve uygulanan yüzeysel kuvvetlere bağlı olarak değişir. Yolluk boyutundaki küçülme kuvvetlerin miktarını arttırır. Yolluk girişinden, kalıp boşluğuna uzatılmış moleküller eski, gelişigüzel hallerine dönme eğilimdedirler ve eğer bu durum gerçekleştirirlerse izotropik yapı tekrar oluşur. Pratikte bu durum aşağıdaki nedenlerden dolayı tam olarak oluşamaz [44]. Soğuma esnasında polimer zincirinin hareket kabiliyetini kaybetmesi, Kalıp boşluğuna devamlı plastik akışının olmasıyla, genelde akma yönünde moleküller yönlendirici şekilde soğuması olarak sıralamak mümkündür.

58 Toleranslar Tasarım aşamasında seçilen ve kolay işleme sağlayan toleranslar, parçanın kalite ve fiyatına olumlu yansıyacaktır. Sıkı toleranslar hem parça fiyatı hem de parça tasarımını etkilerken, tasarımcı tarafından belirlenen toleranslardaki çok küçük bir sapma dahi kalıp fiyatı, enjeksiyon koşulları ve iş devresini olumsuz etkileyebilir Deliklerin Kenara Mesafesi Delikler arası ve kenara olan mesafesi uygun değilse, montaj sırasında bazı problemler çıkabilir. Monte edildiği yerde ürün uzun süre çalışacaksa, parçada yer alacak delik çap ve konumları daha özenli belirlenmelidir. Aynı husus delik kenar arası mesafe için de geçerlidir. T= Et kalınlığı D= Delik çapı K= Delikler arası veya kenara olan uzaklıkları (K et kalınlığın en az iki katı olur)

59 43 Şekil 4.9. Kör delikler Şekil Boydan boya delikler [45] Şekil 4.9 de de göründüğü gibi kör deliklerde delik derinliği pim çapının iki katından fazla olmamalıdır. Pim ucu keskin köşeli olmamalı ve pime çıkma açısı verilmelidir. Boydan boya deliklerde ise derinlik en fazla pim çapının 6 katın olmalı ve pime çıkma açısı verilmelidir.

60 Vida Yuvası (Bosslar) Pimleri desteklemek amacıyla, ürün içerisine takılan ara elemana boss denir. Fiziksel zayıflıktan dolayı parçada oluşacak çözülmeyi önlemek için kullanılırlar. Boss kalınlığı cidar kalınlığının ¾ ünden az olmamalıdır. Parça içinde bosslar köşe veya duvar kenarlarına yerleştirilmelidir. Ürün dairesel şekle sahipse, mümkün olduğunca boss kullanılmamalıdır. Bosslar; üretimden kullanıma kadar geçen sürede farklı kuvvetlere maruz kalan parçayı desteklemek ve kalıp maliyetini azaltmak için kullanılır. Bossun çap boyutu yapılırken önerilen iç çap ölçüsü, vida adımı kadar olmalıdır. Bossa ait dış çap ölçüsü vida çapının 2,5 katı olursa boss tam bir destek görevi icra edebilir. Boss boyutlarına ait katı sınırlayıcı ve açık standartlar yok ise tasarımcı, çeşitli analizleri yaparak ürüne uygun boss boyutlarını belirler. Kalıplama ve kullanım esnasında bossların eğilmesini önlemek ve daha rijit olmalarını sağlamak için bunlar duvar, kiriş gibi bölgelere bitişik yapılırlar. Bu da kesitlerin fazla kalın olmasına neden olur. Şekil 4'te kalın kesitlerden nasıl kaçınılacağı gösterilmektedir. Plastik ürün tasarımında olası en homojen kesit dağılımı sağlanmalıdır. Kalın kesit bölgeleri daha yavaş soğuyacağından, soğuma süresince çekme ve büzülmeler, homojen kesit dağılımı gösteren bölgelere göre daha fazla olacaktır. Bu problemden kaçınmak için, kesit kalınlıkları her bölgede eşit hale getirilip, uygun atkı (federler) kullanılmalıdır. Atkıların kesit kalınlığına göre ölçüleri, federlere ait tasarım kuralları dikkate alınarak belirlenmelidir. Şekil Kötü boss tasarımları ve oluşan çöküntü izleri [46]

61 45 Homojen olmayan et kalınlığı dağılımı sonrası, üstteki şekilde mavi renkle gösterilene benzer çöküntüler oluşabilir. Özellikle dış yüzeyde oluşacak çöküntüler, estetik görüntüyü bozacağı için ürünün pazarlama ve rekabet gücünü azaltabilir. Şekil Uygun boss tasarımları [46] Boss tasarımında kalın kesitlerden kaçınıp, atkı (feder) kullanılmalıdır. Şekilde gibi boss tasarımı, çöküntü izlerini azaltacağı için de ürünün rekabet gücünü artıracaktır Kaynak İzi Birbirine dik olan yüzeylerin birleştiği yerde gözüken kaynak izi, parçayı bu bölgede zayıflatır. Makine besleme sistemi yerleşiminden, parça şekline kadar hemen her plastik parçada kaynak izi oluşur. Bu durumdan kaçınmak mümkün olamayacağı için kaynak izi olası en az düzeye indirilmeye çalışılmalıdır. Üretim esnasında kalıp gözü birden fazla yollukla dolduruluyorsa bunların dolum sürelerini tam ayarlayamamak kaynak izinin belirgin olmasına sebep olur. Diğer sebep ise dolum sırasında plastiğin pim çevrelerinde dolaşmasıdır. Örneğin bir deliğin oluşması sırasında plastik ergiyik akışları doğru düzenlenmemiş kalıpta bir problem oluştururken, yolluk kanalları doğru düzenlenmemişse akışta problem olarak ortaya çıkacaktır. Ürün üzerindeki bir deliğin dolumu sırasında eriyikler farklı zamanlarda karşılaşır ve iz yapar. Kaynak izi, üretmek istediğimiz ürün renkli ise çok büyük önem arz etmezken, üretmek istediğimiz ürün şeffaf ise kaynak izinin giderilmesi gerekir.

62 46 Şekil Eriyik plastiğin kalıbı doldurması ve bu esnasında oluşan kaynak izi [46] Eriyik plastik sarı renkli yolluk girişinden kalıp boşluğuna dolar. İlk deliğe ait pime çarpan malzeme bu pimin etrafından dolaşır. Bu arada soğumaya başladığı için, pimin arka tarafında birleşen malzemede, siyah renkle gösterilen kaynak izleri oluşur Yüzeysel İşlemler Kalıp üzerinde yapılan her türlü parlatma işlemi ürünün yüzey kalitesini doğrudan etkiler. Ürün yüzeyi parlak olacaksa, kalıp malzemesi, kaliteli nikel çelik veya iyi parlatılabilir krom çelik alaşımından seçilmelidir. Yapılacak parlatma işleminin uzun sürmesi ve maliyetin yüksek olması bu tür kalıpların dezavantajları arasındadır. Parlatma işlemine ek olarak yüzeyin kumlanması da başka bir çözüm yoludur. Kumlama işleminde kullanılacak malzeme cam fiberli plastikten yapılmışsa parçalarda oluşan hatalar çok ucuz ve garanti bir şekilde gizlenebilir Örnek Parçanın Bilgisayar Destekli Ortamda Göz Adedi Ürün tasarım aşamasında bilgisayar destekli işlem sonrası bu kalıbın kaç gözlü olacağına karar verilecek MOLD modülüne aktarma işlemi yapılır. Burada şu formül kullanılır: A=B/C

63 47 Burada sembol anlamları ise: A=Maksimum göz sayısı B=Maksimum dozaj C=Toplama parça ve yolluk ağırlığı Örnek bir atölyede makinenin maksimum enjeksiyon basıncı 120 Mpa iken, maksimum dozaj 106 gram olsun. Burada göz sayısı: A = B / C A=106/17= 6 olur ve bu da uygun bir değerdir.

64 48

65 49 5. KALIP HAZIRLAMA Makine tasarımı içerisinde yer alan kalıp tasarımı, özel bilgi, beceri ve tecrübe birikimi yanında kendine has bazı kuralları olan bir alandır. Bu amaçla güncel BDT sistemlerinden de yararlanılmaktadır. Örneğin, Solidworks programı kalıp sektörünün ihtiyaçlarına cevap verecek çözümler sunmaktadır. Bu çözümler doğrudan sunulmakta veya ortak yazılımlarla desteklenmektedir. Sadece kalıp imal eden profesyonel kullanıcılar, bu tür ek yazılımları sistemlerine yükleyerek Solidworks içindeki araç çubukları ile kolayca kalıp tasarımı yapabilmektedirler. Solidworks ile kalıp tasarımı Mold Tools araç çubuğu kullanılarak yapılmaktadır. Ayrıca, basit kalıp oluşturmada Cavity (Boşluk) komutu da kullanılır Çıkma Açısı Analizi (Draft Analysis) Parçanın kalıptan rahat çıkması için kalıp çalışma doğrultusundaki yüzeylere açı verilir. Böylece parça kalıptan sorunsuz olarak çıkar. Burada açı değeri parçanın kalıp çalışma doğrultulu boyu, parça malzemesi ve yüzey pürüzlüğüne göre belirlenebilir [30]. Kullanılan plastik malzeme büzülme oranı (sıcak parça kalıptan çıktıktan sonra soğuyunca büzülmesi) arttıkça parçaya verilecek çıkma açısı da büyür. Çünkü parça kalıbın içerisinde iken sıcaktır. Bir süre sonra soğuyan plastik büzülecek (plastik malzemelerin temel genleşme katsayıları metallerden 8-10 kat daha fazladır) ve erkek kalıp üzerine yapışacaktır. Daha sonra da ürün kalıptan çıkmayacaktır. Parçaya çıkma açısı vermek için Extrude komutuna ait Draft Analysis adımları izlendiğinde araç yöneticisi çıkacaktır. Bu araç yöneticisindeki açı parça çıkma açı değeridir ve bu değer referans alınarak analiz yapılır. Parameters alanına kalıbın çalışma doğrultusu seçilerek nesne seçimi yapılır. Burada parçanın kalıp içine yerleşimine dikkat edilmelidir. Önerilen çıkma açısı (1 ) ve kalıplama doğrultusu belirlendikten sonra Calculate butonuna tıklandığında analiz yapılacak ve analiz sonucu da yüzeylerin kalıp açılma doğrultusu otomatik yapılacaktır. Gerekirse Calculate butonuna tıklanarak analiz işlemi tekrarlanabilir. Bu analize göre şunlar yapılmalıdır: Kalıp dişi ve erkek yüzeylerine bakılarak, pozitif yüzeylerin dişi kalıp yüzeyinde olması, negatif açılı yüzeylerin de erkek kalıp yüzeyinde olması sağlanmalıdır. Sarı renkli açısız yüzeylere açı verilebilir. Bu kısım

66 50 ile ilgili şu özeti çıkarmak mümkündür. Bu araç çubuğu sadece yüzey açılarını gösterir ve böylece de parçalara ait kalıplıların hazırlanma durumu irdelenir Ölçekleme (Scale) Komutu Üretim ile dış ortam sıcaklıkları arası farktan dolayı ürün boyutlarında oluşan daralmaya çekme denir. Bu boyut değişimi ürün şeklinde bozulmalara da neden olur [37]. Şekil 5.1. Mold Tools komut grubunda Scale komutu Başka bir ifade ile kalıpta kullanılan malzemenin katılaşırken büzülmesi ve bu nedenle küçülmesi göz önüne alınarak çekirdek parçanın büyütülmesi veya küçültülmesidir [47]. Mold tools komut grubundan Scale komutu kullanılarak ham maddeye özgü çekme pay katsayısı girilir. Kalıp tasarımı başında yapılan bu işlem ile kalıp parçaları çekme katsayısı ile oluşacaktır. Plastik ürün kalıptan çıktıktan sonra ortam sıcaklık farklarından dolayı büzülür ve bir miktar küçülür. Bu büzülmenin ölçü üzerindeki olumsuz etkisini en aza indirmek için

67 51 kalıp tasarımı yapılırken ürün çekme oranında büyütülür. Böylece parça kalıptan çıktıktan sonra büzülecek ve gerçek ölçüsüne gelecektir. Mold Tools araç çubuğundan Scale komutu kullanılarak hammaddeye uygun çekme payı katsayı girilir. Açılan araç yönetici Scale About menüsünden nerede ölçek değiştirileceği belirlenir. Centroid seçilirse ölçek değiştirme parça orijinine göre yapılır. Coordinate seçildiğinde ise ölçek değiştirme işlemi koordinat sistemine göre yapılır. Ölçek değiştirme noktası ve ölçeği değiştirilecek parça seçildikten sonra araç yöneticinden yeni ölçek değeri girilir. Bu değer polimer termal genleşme katsayısına uygun çekme miktarıdır ve bindelik hassasiyet şeklinde metin kutusuna girilir. Ölçek değiştirme işlemi koordinat sistemindeki X, Y, Z değerleri girilerek yapılabilir. Araç yöneticinden Uniform Scaling kutucuğu iptal edildiğinde ölçek değerinin yerine X, Y, Z değerleri gelecektir. Bu değer alanlarına farklı yönlerdeki ölçekler girilir ve onaylanarak işlem tamamlanır. Bu yöntem kullanılarak parçaya her yönde farklı ölçekler verilebilir. Bu opsiyon plastiğin akış yönüne bağlı olarak parçanın büzülme oranına değişmesi göz önüne alınarak kullanılır. Örneğin bir ürüne ait çekme oranı 0,005 olsun. Bu değer direkt girilirse parçanın küçülmesine sebep olacağı için sayının başına 1 rakamı konur ve ölçünün binde beş oranında büyümesi sağlanır. Bu sayı, unsur ağacındaki gerekli yere girilerek işlem onaylanır.

68 52 Şekil 5.2. Scale komutunun uygulanması 5.3. Analiz Yapımı Parça modelleme işlemini takip eden bir dizi entegre araçları kullanarak kalıp oluşturmak mümkündür. Bunun için kalıbı hazırlanacak Solidworks te tasarlanmış veya import edilmiş bir parça olmalıdır. Kalıp ayırma sonucu kalıplanmış parça için ayrı gövdeler, maça, boşluk ve yan maça vb. ek gövdeleri de içeren bir grup işlem gerektirir. Çok gövdeli parça dosyası tasarım amacına uygun depolandığı takdirde üzerinde yapılacak bir değişiklik direkt gövdeye yansıtılır. Analiz işlemi Parting Lines araç çubuğunda Draft Analysis sekmesi ile yapılır Ürün Et Kalınlık Analizi (Thickness Analysis) Plastik parça tasarımı esnasında parça et kalınlığı eşit tutulmaya çalışılır. Aksi takdirde parça kalıptan çıktıktan sonra farklı et kalınlıklarına sahip üründe çarpılma (deflection) ve yüzeysel çökmeler (sink mark) meydana gelir. Çünkü termal genleşme katsayısı yüksek olan plastikte ince cidar hızlı soğur ve statik bir hal alırken, kalın cidar yavaş soğur ve büzülür. Bunun sonucunda kalın cidar, ince cidarı üzerine çeker. Solidworks yazılımda

69 53 ürün et kalınlığı analizi ilk olarak Utilities araç çubuğunda Tools-Add -lns Solidworks Utilities seçeneği aktif yapılarak bulunur. OK butonuna tıklanır Kalıp Ayırma Çizgisi Oluşturma ( Parting Lines ) Çekirdek parça açık yüzeyleri kapatılarak kalıp ayırma çizgisini oluşturacak kenar seçimi yapılabilir. Komut ile kalıp parçalarına ait birleşme çizgisi oluşturulur [48]. ikonu ile ifade edilir. Kalıbın dişi ve erkek çekirdeklerini ayıran kalıp açılma çizgisi ürün üzerinde ayırt edilebilir. Solidworks programı kalıp ayırma çizgisini belirlerken parçaya kalıptan çıkması için verilen açıları kullanır. Kalıp yarımlarının kesiştiği yerde kalıp açılma çizgisi oluşur. Solidworks programında İnsert Mold Tools Parting Lines sırası izlendiğinde Parting Lines araç çubuğuna ulaşılır. Kalıp ayırma işlemine geçmeden önce parça üzerindeki eğim ve açı kontrolleri yapılmalıdır. Bu kontroller ile parçada uygun açılma yöntemi tespit edilerek parçada gerekli değişiklikler yapılması sağlanır. Ürünün kalıptan çıkma açısı uygun değerler arasında verildikten sonra kalıp çalışma doğrultu seçimi yapılır. Bu işlemlerin ardından Draft Analysis butonu tıklanarak çıkma açılarına göre kalıp açılma çizgisi otomatik bulunur. Eğer otomatik bu çizgi çıkmıyorsa, seçilen çizgiler üzerinde beliren ikon tıklandığında teğetlik boyu devam eder ve tek tek seçim yapma ortadan kalkar. Ürün üzerinde kenar veya çizgi yok ise Parting Lines araç çubuğunun Split Face opsiyonu kullanılır. Bu opsiyon aktif yapıldığında yüzeyler simetri ekseninden bölünecektir. Böylece tasarımcı kalıp açılma çizgisini seçebilir.

70 54 Şekil 5.3. Ürüne Parting Lines yapılarak kalıp ayırma çizgisi belirleme PART (Parça) komutu ile ürün modellemesi yapılır. Draft Analysis komutu ile ürün yüzeyindeki eğim açıları kalıptan kontrol edilir. Yüzeylerin eğim açıları uygun değilse bu açılar uygun hale getirilir. Undercut Detection komutu girilir ve kalıp açılma yönü tayin edildikten sonra açı hesabı yaptırılır. Hesaplama işlemi sonrası ürün üzerinde farklı renkler, değişik anlamlar ifade eder. Kırmızı renkle gösterilen bölgeler kalıp açılma yönüne ters açıda kaldığı ve bu bölgelerin kalıptan çıkarılmayacağını gösterir. Yeşil renkli yüzeyler kalıp açılma yönünde olan yüzeyleri gösterir. Sarı renkli yüzeyler ise kalıp yarım ayrımında sorun yaşanabileceği konusunda bir uyarıdır. Tasarımında bir sonraki basamağa geçmeden önce sarı renkli yüzeyler yeşil renge döndürülmeye çalışılır. Sarı rengin kalması büyük bir problem yaratmaz ama bu renk yüzeyleri şöyle düzenlenebilir: Klavyeden Esc (iptal) tuşu ile Parting Lines komut ilerlemesi iptal edilir ve sarı renkli yüzeyde açı sketch (iki boyutta ) veya Features (üç boyutta) Edit (düzeltme) yapılır. Sarı renkli yüzeye mouse ile tıklanır ve Edit Skectch seçilir. Yüzeye 1 derece Draft açısı verilerek düzenleme yapılır. Rebuild (yenile) seçeneği sonrası gelen uyarı mesajlarına Contunie (onay) seçeneği tıklanır. Katı yüzeye yapılan açı işlemi, sonraki işlemlerde ölçü ve açı farkı yarattığı için unsur ağacında hata sembolleri oluşabilir. Hatta işareti olan işlemlerde Silme (Delete) işlemi yapılır.

71 55 Şekil 5.4. Sarı renkli düz yüzeyde yapılan düzenleme işlemi 5.6. Yüzeyi Kapatma (Shut Off Surfaces) Ürün üzerindeki deliklerin kalıptan boş çıkması için kalıp üzerinde maçalar bulundurulur. Shut Off Surface komutu ile üründe var olan delik, kanal vb. unsurlar Solidworks programı tarafından otomatik olarak kapatılır. İnsert Mold Tools Shut Off Surfaces komut sırası ile ulaşılabilir. Komut çalıştırıldığında ürün üzerinde mevcut olan tüm delikler algılanır ve görüntülenir. Bu işlem sonrası delikler kapatılmıyorsa seçilmemiş olan her oyuğun üzerine mouse ile tıklanır. Ancak burada tüm açık delikler program tarafından algılanmayabilir. Bu durumda kapatılması gereken ve seçili olmayan yüzeyler mouse ile tıklanmak suretiyle seçilir. Yüzeylerin otomatik dikilmesi için Knit (yüzeylere dik) seçeneği işaretlenir.

72 56 Şekil 5.5. Bir ürüne Shut Off Surface yapılması 5.7. Parça Ayrılma Yüzeyi (Parting Surfaces) Kalıp ayırma çizgisi üzerinde ayırma yüzeyi oluşturma amacı ile kullanılan komuttur. PARTlNG SURFACE komutuna girilir. Parting Surface ile verilecek yüzey çapı makul bir düzeyde ve kalıp boyutuna uygun bir şekilde olmalıdır. Kalıp ebatlarında küçük olursa kalıp kütük parçanın ayırma yüzeyine temas etmesi zorlaşır ve kalıp ayırma işlemi gerçekleşmeyebilir. Büyük olması ise parça görüntüsünü bozacaktır. Düzlemsel açılma yüzeyine sahip parçalarda Parting Surface aracı oldukça kullanışlıyken, karmaşık yüzeyli parçalarda kullanıcı katkı ve yardımı gerekir. Parting Surfaces aracına tıklandığında araç yöneticisi açılacaktır. Araç tıklanır tıklanmaz otomatik olarak parça üzerinden Parting Lines nesnesi seçilir ve kalıp açılma yüzeyi oluşturulur. Normalde aktif olan Perpendicular to pull seçeneği kalıp açısına dik yüzeyler oluşturur. Tangent to Surfaces seçili ise yüzeye teğetsel olarak kalıp açılma çizgisi yüzeyi oluşturulur. Son seçenek Normal to Surface seçildiğinde ise yüzeye dik kalıp açılma yüzeyi oluşturulur. Araç yöneticisinden kalınlıkları ilgili buton tıklanarak kalıp açılma boyu uzatılabilir. Bu boyut makul düzeyde belirlendikten sonra Ok butonuna tıklanır ve kalıp açılma yüzeyi oluşturulabilir.

73 57 Araç yöneticisinden Knit Surfaces kutucuğu aktif yapılarak oluşturulan yüzeylerin birleştirilmesi sağlanabilir. Şekil 5.6. Bir Ürüne Parting Surface yapılması Kütük parça boyut ve biçimini belirlemek için Parting Surfaces ile oluşturulan yüzey seçilerek taslak açılır. Çekirdek parça silindir biçimli olduğu için kütük parçanın kare şeklinde olması uygun olacaktır. Değişiklikler kaydedilir. Tooling Split Kütük parçayı elde edecek kare çizgi seçimi yapılır. Komut tarafından Cam ve Cavity pencereleri otomatik olarak seçilir. Kalıbın her iki yarısına ait boyut değerleri sayısal olarak gidilebil veya yön okları sürüklenerek verilebilir.

74 58 Şekil 5.7. Bir ürüne Parting Surface komutu ile etek verilmesi Komut girilir ve önceden oluşturulan ayırma çizgisi (Parting Lines) otomatik olarak tanınır ve ayırma yüzey ölçüsü yazılarak işlem onaylanır. Onay işlemi sonunda parça çevresinde eşit miktarda etek boyutu verilen yüzey meydana gelir. Çekirdek parçada uygun kalıp yarımları oluşma durumu unsur yönetim ağacındaki Cavity Surface Bodies ve Core Surface Bodies dosyaları içindeki verilere göre anlaşılabilir. Arkasından kütük parça içerisinde kalıba ait erkek ve dişi (Cavity ve Core) boşlukları verilmelidir. Burada öncelikle kütük parça boyut ve geometrik şekli belirlenir. Parting Surface yüzeyi seçilir ve otomatik düzlemde taslak çizgi komutları ile kütük çizilir Kalıp Kütüklerine Hazırlık Ürünün içinde şekillendirildiği kalıp kütükleri oluşturmadan önce kalıp ayırma yüzeyine mouse ile tıklanarak bir taslak (sketch) açılır. Görünüm normal to seçeneğine alınır ve açılan sketch üzerine merkez referanslı dikdörtgen kullanılarak kalıp kütük taslağı çizilir. Çizilen dikdörtgen çizgileri ürün üzerinden geçmemeli ya da etekten dışarı çıkmamalıdır. Rebuild seçeneği ile sketchten çıkar ve görünüm izometrik yapılır.

75 59 Şekil 5.8. Kalıp kütük taslakları 5.9. Kalıp Çekirdeklerinin Oluşturulması ( Tooling Split ) Kalıp çekirdek yüzeyleri ve kalıp yüzeylerinden sonra kalıp çekirdekleri oluşturulmalıdır. Bunun için Tooling Split aracı kullanılır. Araca tıklayıp çizim alanında düzlem veya düzlemsel yüzey seçilerek Sketch sayfası açılır. Seçilen bu düzlem kalıbın çalışma doğrultusuna dik olmalıdır. Sketch in içindeyken dikdörtgen çizilir ve sketchten çıkılır. Tooling Split araç yöneticisi açıldığında beraberinde de çizilen sketchten çıkılır. Tooling Split araç yöneticisi açıldığında ayrıca çizilen sketchten katı model oluşacaktır Kütük parçayı oluşturacak taslak çizgi seçilir ve kalıp setleri oluşturma için her iki yönde kalınlık değeri girilir. Bu setleri Montaj (Assembly) sayfası ve ayrı ayrı Part dosyasına dönüştürmek için unsur ağacı içinde Solid Bodies'lerin bulunduğu dosya işlerinde sağ tuş tıklanır. Oluşan listeden Solid Bodies'lerin bulunduğu dosya üzerinde tekrar sağ tuş yapılır. Çıkan liste içerisinde Save Bodies Katı parçaların kaydedilmesi işaretlenir. Tüm parçalar ve montaj belirlenen adrese kayıt edilmiştir. Montaj sayfasındaki görüntüye bakılınca, açılan montaj sayfasında tüm parçaların sabit hale geldiği anlaşılır. Parçaları demonte etmek için ayrılacak parça üzerinde sağ tuşa tıklanır, çıkan listeden Float seçilerek hem ayrılan parçaları düzgün ayırmak hem de döndürmek için yine sağ tuş ile çıkan listeden Move with Triad seçilir. Burada Core, Cavity ve Parting Surface alanlarına ilgili yüzeyler otomatik olarak seçilecektir. Kalıp plaka ölçüleri girilip, onay butonuna basıldığında kalıp çekirdekleri oluşturulur. Yapılan bu işlem sonucu oluşan kalıp çekirdekleri kullanılmak üzere dokümandan dışarı çıkarılabilir. Katı modeller Solid Bodies üzerine sağ tuş ile tıklanarak ve açılan menüden lnsert lnto New Part seçeneği seçilir ve her bir Part ayrı ayrı kalıplanır.

76 60 Şekil 5.9. Parçaya Tooling Split yapılması

77 Maçanın Tanımlanması Kalıpla üretilecek parçalar, uygulanacak işlem sonrası sorunsuz bir şekilde kalıptan çıkartılması gerekir. Buna göre bu tür bir parça tasarımı önce uygulanacak şekillendirme işleme ve arkasından da kalıptan kolay çıkartılabilecek basit geometrik özelliklere sahip olmalıdır. Karmaşık şekillendirme ve özellikle de aşırı girinti / çıkıntılardan kaçınılmalıdır. Aksi takdirde hem daha ayrıntılı bir kalıba ihtiyaç duyulabilecek hem de üretim esnasında kalıbın kilitlenmesi vb. gibi problemler yaşanabilecektir. Diğer taraftan üretilecek parçada maça ihtiyacı, maçaların pahalı olmasından ötürü, maliyeti artıracaktır. Maçalı kalıp tasarımı öncesi maçalı kalıbı biraz tanıtmak gerekir. Parça üzerindeki baskı, yanındaki delik, oyuk, girinti ve çıkıntılar ürünün kalıptan çıkmasını engelliyor ise burada maça kullanmak gerekir. Yani burada oluşturulan maça sistemi, ürün kalıptan çıkmadan önce, geri çekilir ve ürün kolay çıkartılır. Ayrıca, nokta kalıp ana plakası içinde maça çekme mekanizması yeterli alana sahip olmalıdır. Bunları yapmak için tasarımcı çeşitli tasarım ve şekillendirme yanında verimli sistemler hakkında da yeterli bilgiye sahip olmaları gerekir Hareketli maça çalişma prensibi Hareketli maça sistemi, en yaygın maça çekme metodudur. Kolayca monte edilen ve ucuz bir standart kalıp parçasıdır. Bu sistem şu dört temel parçadan oluşur: Konik pim Maçayı tutan blok Baskı parçası Hareketli maça [49]. Maçalı sistem, dişi kalıp tarafına kalıba yerleştirilir. Kalıbın kapanması esnasında açılı harekete sahip maça kayan blok içindeki eğimli deliğe girer. Kalıp kapanırken maçanın eğimli deliğe kayarak girmesi ile bloğu erkek lokmaya doğru zorlayıp hareket ettirir. Plaka ve blok, yan pimin erkek kalıbı fazla zorlamadan tam kapanacak şekilde yerleştirilmesi gerekir. Maça açısına bağlı olarak kayan bloğun hareket miktarı kontrol edilir. Bu açı dik olarak arasında değişir (istenilen yan hareket miktarına bağlı olarak).

78 Yan Maça ve Lokmaların Oluşturulması İnsert Mold Tools Core komut sırası ile Core komutuna girilir. Core komutunu kullanmadan önce maça olan kalıp yan yüzeyi seçilir ve karşıya (Norm To) alınır. Çizilecek dikdörtgen çizgi maça boyutlarına uygun olacağı için kalıptan çizgi geçen yere özen gösterilir. Taslak oluşturma işlemi sonrası Core komutu girilir ve yan maça taslak çizgisi seçilir. Kalıbın görünüşü üstten (Top) bakış konumuna getirilir. Kalınlık vermek için Ok işareti tuşlanarak boşluk bölgesini kapsayacak şekilde uzatılır ve yan maça oluşumu tamamlanır. Kalıp çekirdek yüzeyleri birbirinden ayrıldığında her bir parça ayrı ayrı kaydedilerek üzerinde işlem yapılabilir. Örneğin, kalıp göz sayısı artırılabilir veya açılı yan maça pim deliği açılarak destek yüzeyleri oluşturulabilir. Şekil Core Komutunda girilen veriler

79 Combine (Birleştirme) Komutu ile Maça Ekleme Şekil Combine komutunu kullanmak Maçalı kalıbın çalışması için Combine Ekleme komutunu kullanmak gerekir. Bu komut her maça oluşturma işleminde kullanılmaz ama ürünün kalıptan çıkması için gereklidir. Şekil Oluşturulan örnek bir maça görüntüsü

80 Kalıp Parçalarının Ayrılmaları Kalıp seti Feature Manager tasarım ağacında Solid Bodies dosyası içinde kayıtlıdır. Eğer kayıt işlemi yapılacaksa Solid Bodies dosyası üzerinde sağ tuş tıklanır, açılan listeden Save Bodies seçilir. Kayıt işlemi yapılırken iletişim kutusunda kayıt edilecek set elemanları işaretlenir. Ama farklı bir ortama kayıt yapılması isteniyorsa Browser seçilmelidir. Şekil Body-Move/ Copy komutu ile kalıp yarımlarından birinin ayrılması

81 65 Şekil Body-Move/Copy komutunun uygulanması Şekil Body-Move/Copy komutunun her iki kalıp yarımına uygulanması

82 66 Şekil Body-Move/Copy komutunun maçaya uygulanması Şekil Kalıp oluşturma işlemini tamamlama

83 67 6. KALIP TASARIM ÖRNEKLERİ 6.1. Genel Giriş Tezin daha önceki bölümlerinde plastik enjeksiyon kalıbı hakkında genel bilgiler verilmiştir. Enjeksiyon kalıbı nedir, ne işe yarar, kalıp tasarımında dikkat edilecek hususlar nelerdir ve kalıplama işlemi nasıl yapılır sorularına yanıtlar aranmıştır. Tezimizin bu aşamasında ise bu bilgilere dayanarak, Solidworks 2010 da Mold Tools menüsü kullanılarak üç ayrı parçanın kalıp tasarım aşamaları detaylı olarak anlatılmıştır. Üretilmesine karar verdiğimiz üç numuneyi ele alıp bilgisayar destekli tasarımından başlayarak sırasıyla malzeme seçimi, kalıp ayrım çizgisinin oluşturulması, kalıp ayrım çizgisine etek verilmesi ve dişi, erkek kalıpların oluşturulması şeklinde bir işlem sırası takip edilmiştir Otomobil parçası Mold Tools ile kalıplanması Şekil 6.1. Ölçekleme (scale komutu) Şekil 6.1. de ki parça bir araba parçasıdır ve montaj edildiği diğer araba aksamıyla birlikte çalışacaktır. Parçaya yapılacak ilk işlem çekme oranı göz önüne alınarak parçanın ölçeklenmesidir. Bunun için malzeme seçimi konusunda çeşitli kaynaklar taranmış ve

84 68 kalıplama için en uygun malzeme olarak ABS seçilmiştir. ABS seçilmesinin nedenlerini sıralarsak: Yoğunluğu 1.04 gr/cm³ tür. Malzeme yoğunluğunun düşük olması elde edilen parçanın da gramaj olarak düşük olacağı anlamına gelir. Verim hesabında malzeme ağırlığının ne kadar önemli olduğu düşünüldüğünde, ABS malzemesi seçimi mantıklı olacaktır. Mekanik dayanımı en yüksek plastiklerdendir. Vurma, çarpma dayanımı yüksek olan ABS araba parçası olarak üretilecek ürün için en uygun malzemedir. ABS iyi bir yüzey kalitesine sahiptir. Enjeksiyon işlemi sırasında parça yüzeyine yapılan ütüleme basıncı, parça yüzeyinin kalitesini arttırır. ABS ile çalışırken ütüleme basıncı en düşük seviyede ayarlanabilir ki bu durum daha az enerji harcanmasını sağlar. Açık havaya karşı dirençli olmasının yanı sıra kimyasallara karşı da dirençlidir. 75 C ye kadar olan ısılara dayanır. Bu sıcaklık değeri Heat Deformation Test ile belirlenmiştir. Bu özelliği sayesinde sürtünme, hidrolik yağ sıcaklığı gibi makinede etkin olan faktörler parçayı olumsuz olarak etkileyemez. ABS in çekme oranı bindelik ifade ile yazılarak parçanın çekme oranı kadar büyütülmesi sağlanır. Araba parçası oranında ölçeklenerek kalıplanma işlemine hazır hale gelecektir. Şekil 6.2. Parçada ayrım hattı (parting lines) yapılması

85 69 Parça üzerindeki kalıp çıkış açılarını belirlemek amacıyla Draft komutunun Draft Analysis kısmına 1 lik açı verilerek ürünün kalıptan çıkma açıları hesaplanır. Çıkan renkler kalıplamanın doğru ilerlediğini gösterir.parçanın üst yüzeyinin kırmızı, alt yüzeyinin ise yeşil olması ve renklerin dağılımının düzenli oluşu parçanın kalıptan rahat çıkacağını gösterir. Kalıp ayrım çizgisi imali düşünülen plastik parçanın dişi ve erkek kalıp boşluklarının birleştiği çizgidir. Kalıp ayrım çizgisi estetik görünüşü etkilemeyecek şekilde belirlenmelidir. Bunun için parçanın kullanıldığı yer iyi incelenmelidir. Ürün bir makine parçası olduğu için estetik olarak kalıp ayrım çizgisinin yeri önemli değildir. Fakat kalıp ayrım çizgisi kalıp açılma yönüne göre ayarlanarak kalıplama işlemine devam edilmelidir. Şekil 6.3. Parçada boşlukları kapatma (shut off surface) yapılması Shut Off Surface komutu ile parça üzerindeki bütün delikler kapatılır. Kalıplama esnasında ürün üzerinde delik yokmuş gibi kabul edilir. Bu durum kalıbın deliksiz olacağı anlamına gelmez. Kalıplama kurallarına uyarak kalıplamaya devam edildiği takdirde erkek plakanın maça görevi görerek delikleri otomatik olarak açtığı görülecektir. Delikler otomatik açılmıyorsa maçalı kalıp kullanılma zorunluluğu ortaya çıkacaktır.

86 70 Şekil 6.4. Parçada ayrım yüzeyi (parting surfaces) yapılması Ürünün daha rahat kalıplanabilmesi için, kalıp ayrım hattından etek verilme işlemi yapılır. Parça üzerine Sketch açılarak parça Normal To seçeneğine alınır ve Center Rectangle çizilir. Bu işlemin tamamlanabilmesi için Sketch ten çıkılması gerekir. Şekil 6.5. Parçanın erkek ve dişisini oluşturma

87 71 Erkek ve dişi kalıp seçeneği seçildiği anda Center Rectangle kalıp haline dönüşür. Alt ve üst kalıba uygun ölçüler verilerek kalıplama tamamlanır. Kalıp plakaları için ölçüleri girildiğinde alt ve üst plakalarının ölçülerinin eşit olması kuralına dikkat edilmelidir. Kalıp plakaları ürünü içine alacak şeklide dizaynedilmelidir. Aksi takdirde program hata verecektir. Şekil 6.6. Erkek kalıp Şekil 6.7. Dişi kalıp

88 72 Şekil 6.8. Kalıp İşlemlerin sonunda Insert In To New Part seçeneği ile kalıp dişi, erkek olarak ayrı ayrı kaydedilir. Şekil 6.9. Kalıbın montaj hali Assembly (Montaj) Sayfasında kalıp elemanları birbiri ile ilişkilendirilerek kalıp hazır hale getirilir.

89 Rondelanın Mold Tools Kullanılarak Kalıplanması Şekil Parça Şekil da rondela şeklinde bir plastik parça bulunmaktadır.. Parça üzerinde çok fazla boşluk olması parçayı zayıflatsa da uygun malzeme seçimi ve kalıplama kurallarına uyularak parça mukavemeti yüksek hale getirilebilir. Yapılan kaynak taraması sonucu PP en uygun malzeme seçilmiştir. PP seçilmesinin nedenlerini sıralarsak: Yoğunluğu 0.83 gr/cm³ tür. Termoplastikler içerisinde yoğunluğu en düşük plastik kabul edilir. Sahip olduğu bu hafiflik özelliği çalıştığı diğer parçaların üzerine fazla yük bindirmesini engeller. Yorulmaya karşı çok iyi direnç gösterir. Delikli araba parçası montajda başka parçalarla çalışırken plastiğin yapısında oluşan yorulma olayından dolayı zamanla aşınacaktır.seçilen plastik türünden dolayı daha az etkilenecektir. Açık havadan ve kimyasallardan etkilenmez. Erime sıcaklığı 160 Cº dir. Bütün plastik işleme yöntemlerine uygundur. Yüksek çekme ve basma dayanımı gibi özellikleri göz önüne parça için en uygun malzemenin polipropilen olduğu anlaşılır. Aşınma dayanımının yüksek olması birlikte çalıştığı parçalara sürtünse dahi plastik parçanın uzun süre kullanılmasına imkan verir.

90 74 Şekil Ölçekleme (scale komutu) Çekme dayanımı, mekanik dayanımı ve basma dayanımı yüksek olan Polipropilenin çekme oranı bindelik ifade ile yazılarak parçanın çekme oranı kadar büyütülmesi sağlanır. Araba parçası oranında ölçeklenerek kalıplanma işlemine hazır hale gelecektir. Şekil Parçada ayrım hattı (parting lines) yapılması

91 75 Parça üzerindeki kalıp çıkış açılarını belirlemek amacıyla Draft Analysis komutu ile 1 lik açı altında parça üzerinde renklendirme yapılır.. Renk dağılımının eşit şekilde olması kalıplamanın doğru ilerlediğini gösterir.parçanın üst tarafının tamamen kırmızı, alt tarafının ise tamamen yeşil olması arada sarı şekilde gözüken yerlerin problem teşkil etmeyeceğini ifade eder. Sarı renk bu kısımlarda bir uyarı ifadesi olarak dikkat çekmeye yarar.parçanın sarı kısımlarında üretim hatası olma olasılığı yüksektir.kalıplamaya devam edilir ve kalıplama sonunda ürün sorunsuz kalıptan dışarı atılıyorsa sarı renkli yüzeyler göz ardı edilir.kalıplama sonucunda ortaya çıkan herhangi bir hata durumunda ilk şüphelenilmesi gereken nokta sarı renkli yüzeylerdir.bu yüzeylere Sketch (Taslak) açılarak Draft açıları verilmek suretiyle parçada iyileştirmeler yapılır. Şekil Parçada boşlukları kapatma (shut off surface) yapılması Shut Off Surface komutu ile parça üzerindeki bütün delikler kapatılır. Parça yüzeyindeki delikler otomatik olarak çıkar, çıkmadığı durumlarda ise mouse ile seçim yapılır. Burada dikkat edilmesi gereken nokta seçim esnasında her bir çizginin parçaya teğet olması durumudur.

92 76 Şekil Parçada ayrım yüzeyi (parting surfaces) yapılması Ürünün daha rahat kalıplanabilmesi için, kalıp ayrım hattında etek verilme işlemi yapılır. Parça üzerine Sketch açılarak parça Normal To seçeneği ile parçaya ön görünüşten bakılır ve Center Rectangle çizilir. Bu işlemin tamamlanabilmesi için Sketch ten çıkılması gerekir. Sketch ten çıkılarak yapılanlar kaydedilir. Şekil Parçanın erkek ve dişisini oluşturma

93 77 Erkek ve dişi kalıp seçeneği seçildiği anda Center Rectangle kalıp haline dönüşür. Alt ve üst kalıba uygun ölçüler verilerek kalıplama tamamlanır. Şekil Dişi kalıp Şekil Erkek kalıp

94 78 İşlemlerin sonunda Insert In To New Part seçeneği ile kalıp dişi, erkek olarak ayrı ayrı kaydedilir. Şekil Kalıbın montaj hali Assembly(Montaj) Sayfasında kalıp elemanları birbiri ile ilişkilendirilerek kalıp hazır hale getirilir Mold Tools ile Kalıplanan Maçalı Kalıbın Montaj Hali Cıvata kalıbının montaj hali Kalıp elemanları denildiği zaman, bir kalıbın üzerinde bulunan tüm parçalar akla gelmektedir. Bunlar; dişi kalıp, erkek kalıp, itici pimleri, yolluk burcu, yerleştirme bileziği, alt plaka, üst plaka, destek, destek plakaları, itici plakaları vb. elemanlardır. Şekil 6.19 da kalıp elemanları gösterilmiştir.

95 79 Şekil Örnek kalıp kesiti Şekil Kalıp elemanları

96 80 Kalıp elemanlarını sıralarsak: Yerleştirme bileziği: Yolluk burcu ile enjeksiyon memesinin aynı merkezde (eksende) çalışmasını sağlar. Yolluk burcu: Enjeksiyon memesinden gelen eriyik plastik malzemenin, kalıba aktarılmasını sağlar. Üst plaka: Kalıbın, mengene ünitesine bağlanmasına yarar. zımbaların desteklenmesinde kullanılır. Erkek plaka: Erkek Erkek zımba (maça): Ürünün iç kısmına (delik vb.) biçim verir. yarımlarının (hareketli sabit kalıplar) aynı eksende çalışmasını sağlar. Kılavuz pim: Kalıp Burç: Kılavuz pimlerin çalışırken zarar görmemesi için (sürtünmeden aşınmaması) daha yumuşak malzemeden yapılan elemanlardır. Dişi plaka: Ürünün dış kısmına biçim verir. Destek plakası: Büyük hacimli kalıplarda, itici pim, burç, plakalar ve kalıp yarımlarının desteklenmesinde kullanılır. İtici pim: Kalıp boşluğundaki ürünün dışarı atılmasını sağlar. Geri dönüş pimi: Kalıp yarımlarının kapanması sırasında itici pimlerin zarar görmemesini sağlar. İtici tutucu plaka: İtici pimlerin takıldığı plakadır. İtici plaka: İtici pimlerin desteklenmesinde kullanılır. Alt plaka: Kalıbın, mengene ünitesine bağlanmasına yarar. Destek: İtici pimlerin çalışmasını sağlamak için gerekli olan mesafeyi oluşturur. Yolluk çekici: Yolluğun, itici sistemin olduğu tarafta kalmasını sağlar. Kalıp boşluğu: İçine dolan eriyik plastik malzemeye son şeklini verip ürün haline gelmesini sağlayan boşluktur

97 81 Şekil Kalıbın kesit görünümleri Şekil Ürün

98 82 Özel bir cıvata parçası Mold Tools araç çubuğu ile kalıplanarak dişi ve erkek plakaları aşağıda gösterilmiştir. Şekil Dişi kalıp Şekil Erkek kalıp

99 83 Bir kalıp birçok elemandan meydana gelmiş olsa da bir ürünün şeklini tayin edecek olan dişi ve erkek kalıptır. Dişi kalıp istenilen ürünün dış kısmına biçim verirken, erkek kalıp ürünün içi kısmına biçim verir. Bir bakıma kalıbın kalbi olan dişi ve erkek kalıp, diğer elemanlara göre daha fazla özen gösterilmesi gereken parçalardır. Çünkü bu elemanlardaki her türlü arıza ve hata ürüne aynen yansıyacaktır. Bilindiği gibi çalışan her parçada zorlanmalardan dolayı mutlaka aşınmalar olacaktır. Kalıp yarımları her çevrimde kapanıp kilitlenmekte, bu kilitlenme sırasında ise dişi ve erkek kalıp plakaların yüzeyleri bir birine sıkıca temas etmektedir. Ayrıca ürünün oluşmasında eriyik plastik malzeme dişi plakada bulunan kalıp boşluklarına yüksek basınçla dolmaktadır. Ürünün oluşmasını sağlayan kalıp boşlukları da bu yüksek basınçlara karşı koymalıdır. Yukarıda açıklanan sebeplerden dolayı dişi ve erkek kalıpların daha kaliteli malzemelerden (çelik) yapılması gerekmektedir. Akla gelen ilk soru bütün kalıbın kaliteli malzemeden yapılmasının uygun olup olmayacağıdır. Bu durumda kalıp çok dayanıklı olur aşınma gibi problemler en aza iner, ancak kalıpların yapımı bir maliyet gerektirir ve maliyet arttıkça kar düşer. Bu yüzden özellik gerektirmeyen kalıp elemanları daha düşük kaliteli malzemeden yapılmalıdır. Dişi ve erkek kalıplar ne kadar kaliteli malzemeden yapılsa da bu kalıp elemanlarının sertleştirilmeleri (su verme ısıl işlem) gerekmektedir. Her çelik malzemenin sertleşme özelliği yoktur. Çeliklerin içerisindeki karbon oranı çelik malzemenin sertleşip sertleşmeyeceğini tayin eder. Bunun yanı sıra çelik malzemelerden bazı özellikler de istenmiş olabilir. Çeliğe, bazı katkı maddeleri (çelik üretimi sırasında) ilave edilerek daha farklı özelliklerde çelikler (alaşımlı çelikler) elde edilebilir. Çeliğe bu kadar özellik kazandırılırken mutlaka fiyatı da artmaktadır. O zaman dolaylı olarak kalıbın fiyatı da artmaktadır. Kalıplarda seri üretim yapıldığı için çoklu kalıp olarak yapılırlar. Yani bir seferde birden çok (parçanın boyutu bağlı olarak) ürün kalıpta üretilir. Dişi ve erkek kalıbı tek parça yapmaktansa, bir tane dişi ve erkek kalıp plakası yapılır. Bu plakalara üretilecek ürün sayısı kadar dişi ve erkek maça (lokma) işlenir. Maçalar, ürünün dış kısmını (dişi) ve iç kısmını (erkek) oluşturacak olan kalıp elemanlarıdır. Bu maçaların şeklinde, dişi ve erkek kalıp plakalarına yuvalar açılır ve maçalar bu yuvalara monte edilir.

100 84 Şekil Kalıp Araç çubuklarında New(Yeni) seçeneği seçilerek Assembly (Montaj) sayfasında her bir parça bir diğeri ile ilişkilendirilerek montaj işlemi tamamlanır. Şekil Kalıp drawing sayfasında

101 Şekil Drawing sayfası 85

102 86

103 87 7. SONUÇ VE ÖNERİLER Plastikler günümüzde Mühendislik Plastiği adıyla teknik birçok özelliklerinde neredeyse hiçbir eksik yanları kalmayacak şekilde üretici firmalar tarafından üretilerek kullanıcı firmaların hizmetine sunulan polimerlerdir. Ev aletleri, otomotiv sektörü ve silah sanayisinde kullanılan en önemli malzeme plastiklerdir. Şimdiye kadar metal olarak üretilen parçalar üretim kolaylığı, maliyet, hafiflik vb. yönünden büyük avantajlar sağladığı için hammadde olarak metal malzemeler yerine plastikten üretilmeye başlanmıştır. Bu çalışmada kalıplanacak ürünün üç boyutlu modeli endüstriyel bir CAD programı olan Solidworks 2010 da yapılmıştır. Programın Core & Cavity ve Mold Tools arayüzleri kalıplamada kullanılmıştır. Mold Tools araç çubuğunda ölçekleme ile başlayan kalıplama işlemi parçaya maça eklenmesi ile son bulmuştur. Kalıplama öncesi plastik iç yapısı ve kalıp tasarımı kuralları ile ilgili ön bilgiler verilmiştir. Yapılan araştırmalar sonucunda elde edilen önemli sonuçlar aşağıda özetlenmiştir: *Tasarım aşamasında endüstriyel tasarımcının çizgilerini korumak, parçanın dayanımını ve fonksiyonelliğini sağlayacak yapıyı kurmak, kalıbın doğru ve sağlıklı çalışabilmesi için temel kalıp tasarım kurallarını bilmek ve imalat şartlarını göz önünde bulundurulması gereken önemli noktalardır. *Parçada fonksiyonellik özelliğini sağlamak için üretilecek mamul tasarımında plastik malzeme özellikleri hesaba katılmalı, tasarım esnasında et kalınlığındaki %20 lik artışın bile parçada çarpılma, yüzeyde çöküntü veya birleşme izi gibi hataların ortaya çıkmasına neden olduğu bilinmelidir. Parçanın fonksiyonelliğinde etkili olan diğer bir faktör ise geometrik tasarım sırasında tasarım kurallarına uyulma zorunluluğudur. Kalıpta keskin köşe bırakılmasının plastiğin akışını engellediği ve bu durum sonucunda oluşan gerilim yoğunlaşmasının etkisiyle darbeye karşı mukavemetin azaldığı görülmüştür. *Plastik malzemede çekme payı göz önüne alınarak işlemler başlatılmalıdır. Plastik malzemeler üretim esnasında sıcakken, kalıptan dışarı atıldıklarından itibaren soğuk havanında etkisiyle bir miktar büzülürler. Bu büzülme payı montaj halinde çalışan parçaların zaman içerisinde sorunlu bir şekilde çalışmasına sebep olur. Çıkma açısı hesaplanmayan parça zamanla küçülecek, ölçüsünden düşecektir. Bu durumu engellemek amacıyla plastik parçalara yapılan testler sonucunda her bir plastiğin çekme

104 88 oranı tablolar halinde kullanıcılara sunulmuştur. Plastik enjeksiyonda kullanılan malzeme çekme miktarları, ürün çekme miktarını doğrudan etkiler. Plastik malzeme kullanılarak yapılacak üretim ve sonrasında sıcak malzemenin soğuması ve üzerindeki basıncın kalkması ile çekme oluşacaktır. Bu durum kaçınılmaz olduğu için en aza indirmek, ürünün fonksiyon ve ömrünü olumsuz etkilemeyecek bir düzeyde tutmak gerekir. *Plastik visko-elastik özellikleri metallerden farklıdır ve tasarım esnasında dikkate alındı. Tasarımcı, plastik malzeme içyapısına ait davranış ve özellikleri (strüktürleri) iyi bilmelidir. Montaj halindeki parçanın darbe mukavemeti de dikkate alındı. Cam takviyeli epoksi, melamin veya fenolin gibi plastiklerin yanında PC ve ÇYMAPE de mükemmel bir darbe mukavemet dayanımını gösterir. Enjeksiyon ile kalıplama yapılan parçalarda parçanın şekli ve karmaşıklığı göz önüne alınarak parça kalınlığı s=0.5-4 mm arasında alındır. Eğer parça çok ince yapılsaydı, mekanik kuvveti arttırmak amacıyla parça üzerine (özellikle delik kenarlarına), federlerle kuvvetlendirme işlemi yapılacaktı. * Maksimum et kalınlığı 4 mm yi geçmemeli kuralını tasarımda uygulamak; kalın cidarların iş devresini uzatma, malzeme israfı/sarfiyatını artırma yerel büzülme ve boşluklar oluşmasını önleyeceği saptandı. Mukavemet ve şekil değiştirme hesapları sonucu cidar kalınlığı 4 mm den daha yüksek çıkarsa, parça üzerinde yapılacak değişiklik çözümü kaburga ve nervür şeklinde olmalıdır. Kaburga eğim açıları her yüzeyde minimum 0,5º olmalıdır. Bu açı uygulamada 1,5º alınır ve buna bağlı kaburga yüksekliği belirlenir. Kaburga ve cidar yüzeyi geçiş kavisli köşe yarıçapı minimum r=0,4 mm olmalıdır. Genelde r>(0,25-0,5).s değeri önerilir. Kavisli köşeler, kaburga dibindeki gerilme yığılmalarını önler ve böylece reçine akışını iyileştirirler. Parça tasarımı yapılırken, kalın ayrım çizgisine dik olan bütün yüzeylerin kalıptan kolay çıkması (yani rahat bir çıkış) için eğim verilmelidir. Bu eğim, kullanılan malzeme ve parçanın geometrik şekline bağlı olarak değişir. Verilecek eğim açısı ise 0,5-1,5º arasında olmalıdır.

105 89 Parçaya verilmesi gereken ölçek oranı önüne 1 rakamı konularak gerekli değer girilmelidir. Bu değer direkt girilirse parça ölçüsünden düşeceği değer unsur ağacına girilirken dikkat edilmelidir. Plastik parça tasarımı esnasında parça et kalınlığı eşit tutulmaya çalışılır. Aksi takdirde parça kalıptan çıktıktan sonra farklı et kalınlıklarına sahip üründe çarpılma (deflection) ve yüzeysel çökmeler (sink mark) meydana gelir. Çünkü termal genleşme katsayısı yüksek olan plastikte ince cidar hızlı soğur ve statik bir hal alırken, kalın cidar yavaş soğur ve büzülür. Parça malzemesi olarak mobilya kullanım durumu göz önüne alınarak ABS malzemesi tercih edilmiştir. ABS malzemesinin erime sıcaklığı 250 Cº olup çekme payı 0,005 alınır. ABS polimeri yüksek dayanım özelliğinin yanı sıra işleme kolaylığındaki avantajlarıyla polimer olarak seçilmiştir. *Ürünün yıllık baskı adedi hesaplanırken atölyede bulunan enjeksiyon makinasının tonajı göz önüne alınarak yapılan hesaplama sonunda kalıp göz sayısı altı olarak bulunmuştur. Programda Undercut Detection komutu girilir ve kalıp açılma yönü tayin edildikten sonra açı hesabı yaptırılır. Hesaplama işlemi sonrası ürün üzerinde farklı renkler, değişik anlamlar ifade eder. Kırmızı renkle gösterilen bölgeler kalıp açılma yönüne ters açıda kaldığı ve bu bölgelerin kalıptan çıkarılmayacağını gösterir. Yeşil renkli yüzeyler kalıp açılma yönünde olan yüzeyleri gösterir. Sarı renkli yüzeyler ise kalıp yarım ayrımında sorun yaşanabileceği konusunda bir uyarıdır.

106 90

107 91 KAYNAKLAR 1. İnternet: Granüller Cipec. URL: = , Son Erişim Tarihi: İnternet: Kalıp Cipec. URL: &date= , Son Erişim Tarihi: İnternet: Otomobil Kalıbı Cipec. URL: &date= , Son Erişim Tarihi: İnternet: Kalıp Cipec. URL: e= , Son Erişim Tarihi: İnternet: Kalıp Cipec. URL: F&date= , Son Erişim Tarihi: İnternet: Kalıp Cipec. URL: plari.com%2f&date= , Son Erişim Tarihi: İnternet: Kalıp Cipec. URL: %2Ftr&date= , Son Erişim Tarihi: İnternet: Hermaste, A., Sutt, A. and Küttner, R. (2005). Computer-based techniques for decision support of mold design process. Retrieved May 25, 2006, world.org%2fresultpublicationdetails.aspx%3fresultpublicationid&date= , Son Erişim Tarihi: İnternet: Mok, C.K., Chin, K.S. and Ho, K.L.J. (2001). An interactive knowledgebased CAD system for mould design in injection moulding processes. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 17, Retrieved July 2, 2006, from URL: te= , Son Erişim Tarihi: Low, L.H.M. and Lee, K.S. (2003). A Parametric-controlled cavity layout design system for a plastic injection mould. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 21, Retrieved July 2, 2006, from URL: te= , Son Erişim Tarihi:

108 Nardin, B., Kuzman, K. ve Kampus, Z. ( 2002). Injection moulding simulation results as an input to the injection moulding process. Journal of Materials Processing Technology, , Kong, L., Fuh, J.Y.H. Lee, K.S., Liu, X.L., Ling, L.S., Zhang, Y.F. and Nee, A.Y.C. (2003). A Windows-native 3D plastic injection mold design system. Journal of Materials Processing Technology, Lou, Z., Jiang, H. and Ruan, X. (2004). Development of an integrated knowledgebased system for moldbase design. Journal of Materials Processing Technology, Lou, Z., Jiang, H. and Ruan, X. (2004). Development of an integrated knowladgebased system for mold-base design, Journal Of Materıals Processıng Technology, Hui, K.C. (1997). Geometric aspects of the mouldability of parts, Computer-Aided Design, Huang, J., Gupta, S. K. and Stoppel, K. (2003). Generating sacrificial multi-piece molds using accessibility driven spatial partitioning, Computer-Aided Design, Priyardashi, A.K. and Gupta, S.K. (2002). Geometric algorithms for automated design of multi-piece permanent molds, Computer-Aided Design, Spina, R. (2004). Injection moulding of automotive components: comparison between hot runner systems for a case study, Journal of Materials Processing Technology, Barriere, T., Gelin, J.C. and Lui, B. (2002). Improving mould design and injection parameters in metal injection moulding by accurate 3D finite element simulation, Journal of Materials Processing Technology, Chung, J. and Lee, K.A. (2002). Framework of collabora-tive design environment for injection molding, Computers in Industry, Kong, L., Fuh, J.Y.H., Lee, K.S., Lui, X.L., Ling, L.S., Zhang, Y.F. and Nee, A.Y.C. (2003). Windows-native 3D plastic injection mold design system, Journal of Materials Processing Technology, Uluer, O., Güldaş, A. ve Özdemir, A. (2005). Ergimiş plastiğin kalıp boşluğundaki gerçek akış davranışının gözlenmesi için kalıp tasarımı ve imalatı. Teknoloji, Tang, L.Q., Chassapis, C. and Manoochehri, S. (1997). Optimal cooling system design for multicavity injection molding. Finite Element in Analysis and Design, Xu, X., Sachs, E.and Allep, S. (2001). The Design of Conformal Cooling Channels in Injection Molding Tooling. Polymer Engineering and Science,

109 Li, C.L. (2001). A future-based approach to injection mold cooling system design, Computer Aided Design, Lin, J.C. (2002). Optimum cooling system design of a free-form injection mold using an abductive network. Journal of Materials Processing Technology, Li, D. and Zhou, H. (2005). Mold cooling simulation of the pressing process in TV panel production. Simulation Modelling Practice and Theory, Öktem, H. ve Erzincanlı, F. (2012). Bir Dvd-Rom Ön Kapağının Plastik Enjeksiyonla Basılması Sonucunda Oluşan Çekmeye Etki Eden En Uygun İşlem Parametrelerinin Taguchi Yöntemiyle Belirlenmesi, 3. Ulusal Tasarım İmalat ve Analiz Kongresi Balıkesir, Yılmazçoban, İ. K. (2003). Plastik Enjeksiyon Kalıplarında Bilgisayar Destekli Malzeme Akış Analizleri Ve Kavite Optimizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi F. B. E., Sakarya. 30. Akyürek, A. (2009). Plastik Enjeksiyon Süreci Optimizasyonunda Yapay Zeka Tekniklerinin Kullanımı, Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Bursa. 31. İçten, B.(2004). Plastik Enjeksiyonda Basınç, Sıcaklık, Zaman, Hız Gibi Faktörlerin Parça Kalitesi Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. 32. Demirer, A. (1997). Enjeksiyon Yöntemiyle Şekillendirilecek Plastik Mamullerin Tasarım Kuralları, Sakarya Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Sakarya. 33. Akyüz, Ö. (2006). Plastikler ve Plastik Enjeksiyon Teknolojisine Giriş. Pagev Yayınları. 34. MPA Solution for Mold Design, (2003). 35. ArGe Mühendislik, (2001). Solidworks ile Kalıp Tasarımı. Ankara: Cad-Cam Dizayn Dergisi, 1(3), Çakır, Y., Özdemir, A. ve Güldaş, A. (2001). Plastik Ürünlerde Çekme Miktarına Etki Eden Enjeksiyon Parametrelerinin İncelenme Teknolojisi, 1(2), MEB. (2006). Temel Plastik. Enjeksiyon Kitabı. Ankara: Megep Modüller, İnternet: Solidworks Materials. Cipec. URL: 011%2FTurkish%2FSolidWorks%2Fsldworks%2FAllContent%2FSolidWorks%2FC ore%2fmaterials%2fhidd_dlg_material_editortr&date= , Son Erişim Tarihi: İnternet: Solidworks Materials. Cipec.URL: 011%2FTurkish%2FSolidWorks%2Fsldworks%2FAllContent%2FSolidWorks%2FC

110 94 ore%2fmaterials%2fhidd_dlg_material_editor&date= , Erişim Tarihi: Son 40. İnternet: Abs.Cipec. URL: %2FAkrilonitril_b%25C3%25BCtadien_stiren&date= , Son Erişim Tarihi: Akkurt, S. (1991). Plastik Malzeme Bilgisi. (Beşinci Basım). İstanbul: Birsen Yayınevi, İnternet: Geri Dönüşüm. Cipec. URL: om%2f%3fpnum%3d33%26pt%3dabsakr%25c4%25b0lon%25c4s&date= , Son Erişim Tarihi: MEB (2013). Plastik Teknolojisi Katı Modelleme 3. Ankara: Megep Modüller, Bıçakçı, A. (2003). Solidworks ve SolidCAM. (Birinci Baskı). Türkiye: Kodlab Yayınevi, MEB (2013). Katı Modelleme. Ankara: Megep Modüller, İdrizoğlu, İ. (2010). Bilgisayar Destekli Plastik Enjeksiyon Kalıp Tasarımı ve Analizi. Yüksek Lisans Tezi, Uludağ Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü.

111 95 ÖZGEÇMİŞ Kişisel Bilgiler Soyadı, adı : TUGAYTİMÜR, Canan Uyruğu : T.C. Doğum tarihi ve yeri : AĞRI Medeni hali : Evli Telefon : cananyaman59@hotmail.com Eğitim Derece Yüksek lisans Eğitim Birimi Gazi Üniversitesi/Makine Eğitimi Lisans Gazi Üni. Makine Resmi ve Konst.Öğrt Lise Halit Narin Anadolu Teknik Lisesi 2005 Mezuniyet tarihi Devam Ediyor İş Deneyimi Yıl Yer Görev 2009-Halen Gebze PAGEV Öğretmen Mesleki ve Teknik Anadolu Lisesi Yabancı Dil İngilizce Hobiler Kitap okuma, Seyahat etme, Sinema, Yüzmek, Resim Yapmak

112 GAZİ GELECEKTİR...