TASARIM KRİTERİ OLARAK KULLANMAK AMACIYLA YAPILAN ANALİZLER VE YORUMU

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "TASARIM KRİTERİ OLARAK KULLANMAK AMACIYLA YAPILAN ANALİZLER VE YORUMU"

Derya Menderes
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 1 Ders Öğretim Üyesi Proje : Plastik Enjeksiyon Kalıpçılığı ve Tasarımı : Yrd. Doç. Dr. Babür ÖZÇELİK : Plastik bir ürünün enjeksiyon kalıp tasarımı TASARIM KRİTERİ OLARAK KULLANMAK AMACIYLA YAPILAN ANALİZLER VE YORUMU Analiz Programı : Mold Adviser 6.0 Üretici Firma : MoldFlow Analize başlamadan önce ilk olarak plastik ürünün tasarımı yapılır. Bu çalışmada yapılan ürün tasarımında SOLİDWORKS 2003 programı kullanılmıştır. Tasarım aşamaları ayrıca detaylı olarak anlatılacaktır. Parçanın tasarımı yapıldıktan sonra STL uzantılı olarak kaydedilir. Bunun nedeni Mold Adviser 6.0 programıyla en uyumlu çalışmasıdır.bu çalışmada analizler yapılırken değiştirilen ve oluşan hatalar üzerinde etkisi incelenen özellikler şunlardır; 1-) Parça yüzeyine oluşturulan Mesh(Ağ) uzunluğu ve toleransı 2-) Kavite(kalıp boşluğu) sayısı 3-) Soğutma kanal sayısı 4-) Soğutma kanal çapı 5-) Soğutma kanalları arası uzaklıklar 6-) Soğutma kanalının parçadan yüksekliği 7-) Soğutma suyu sıcaklıkları 8-) Gate(giriş) çapı 9-) Sprue(yolluk) ölçüleri 10-) Eriyik sıcaklığı 11-) Kalıp sıcaklığı 12-) Enjekte şekli(doğrudan veya belli mesafe kaydırarak) 13-) En uygun enjekte yeri Yukarıda sayılan tüm özellikler göz önünde bulundurularak 25 analiz yapılmıştır. Bazı analizler program ilk kullanılmaya başladığım zamanlarda yapıldığından hatalı durumlar olmuştur. Bu hatalar tespit edilerek sonraki analizlerde düzeltilmiştir. Ayrıca amaçlardan biriside bu programı kullanmayı öğrenmek olduğu için bu analizlerin sonuçları da projeye dahil edilmiştir. Yapılan hatalar genellikle ürünün sadece bilgisayar ortamında düşünülmesinden kaynaklanmıştır. Sonuç olarak bu hatalardan, analizler yapılırken olayın kalıp ile birlikte düşünülmesinin gerekliliği çıkarılmıştır. 1-) EN UYGUN GİRİŞ YERİNİN ANALİZLE BULUNMASI MoldFlow programının önemli özelliklerinden biriside plastik ürünün kalıp tasarımı yapılırken çok büyük öneme sahip olan giriş yerini otomatik olarak tespit etmesidir. İnsanlar basit geometrili parçalarda bunu kolaylıkla tespit edebilirlerken geometri biraz karmaşıklaşınca iş çıkmaza girmektedir. Bu yüzden bu programda karmaşık yapılı parçaların enjekte yerleri analiz yapılarak kolaylıkla ve doğru olarak tespit edilmektedir. Aşağıdaki

0 Üretici Firma : MoldFlow Analize başlamadan önce ilk olarak plastik ürünün tasarımı yapılır. Bu çalışmada yapılan ürün tasarımında SOLİDWORKS 2003 programı kullanılmıştır.

2 2 şekilde kalıp tasarımını yapmış olduğum üründeki giriş yerini tespitte programın sonucu gösterilmektedir. Şekilden de görüleceği gibi en uygun enjekte yeri renklerle gösterilmektedir. 2-) SOĞUTMA KANAL ÇAPININ ETKİSİ En uygun soğutma kanal çapını ve enjeksiyon kalıplamadaki rolünü basitçe tespit etmek için üç analiz yapılmıştır. Bu analizlerde tüm şartlar aynı tutulup sadece soğutma kanal çapları değiştirilmiştir. Bu değiştirilen kanal çapları Ø 10, Ø12 ve Ø15 mm şeklindedir. Sonuç olarak kanal çapı arttıkça döngü zamanı 0,1 saniye azalmış ve çökme ve büzüşme gibi kritik öneme sahip hatalar artmıştır. Ayrıca kalıpla birlikte düşünüldüğünde de kanal çapını artırmanın dezavantajları ortaya çıkmaktadır. Yukarıda bahsedildiği gibi döngü süresi 0,1 saniye azalmış ancak 16 saniyelik bir döngü süresi içerisinde bu o kadar önemli bir değişiklik olarak görülmemiştir. Bu yüzden en uygun kanal çapı olarak Ø 10 mm alınmıştır. 3-) SOĞUTMA KANALININ PARÇADAN YÜKSEKLİĞİ Bu analizlerde ise diğer tüm şartlar aynı tutulup sadece soğutma kanalının parçadan yüksekliği değiştirilerek dört analiz yapılmıştır. Yapılan analizlerde kullanılan yükseklikler 15, 20, 25, 30 mm şeklindedir. Sonuç olarak bütün yüksekliklerde döngü zamanı hep aynı kalmıştır. Diğer parametrelerde ise (dolum zamanı, basınç, çökme, büzüşme v.b.) kayda değer bir değişim görülmemiştir. Bu nedenle yüksekliğin büyük alınması kalıpla birlikte düşünülünce dezavantajda getireceği için en uygun olarak 15 mm alınmıştır. Zaten pratik hesaplara baktığımızda da genellikle soğutma kanalı diğer parçalardan yaklaşık 1,5*D kadar uzakta tasarlanmaktadır. 4-) SOĞUTMA SUYU SICAKLIĞININ ETKİSİ

2-) SOĞUTMA KANAL ÇAPININ ETKİSİ En uygun soğutma kanal çapını ve enjeksiyon kalıplamadaki rolünü basitçe tespit etmek için üç analiz yapılmıştır.

3 3 Bu analizlerde ise diğer tüm şartlar aynı tutulup sadece soğutma suyu sıcaklığı değiştirilerek altı analiz yapılmıştır. Yapılan analizlerde soğutma suyu sıcaklıkları 20, 25, 30, 20-30, 25-30, o C olarak alınmıştır. Sonuç olarak giriş ve çıkış sıcaklıkları aynı olduğu durumlarda yüksek sıcaklıktaki su; büzüşmeyi, çökmeyi, basıncı, dolma zamanını olumsuz etkilemiştir. Bu etki fazla olmamakla beraber istenmeyen bir durumdur. Bu yüzden giriş ve çıkış sıcaklıkları aynı olduğu durumlar için 20 o C en uygun sıcaklık olarak bulunmuştur. Giriş ve çıkış sıcaklıkları farklı olduğu durumlarda ise sonuç yukarıdaki gibidir. Bu yüzden değiştirmeye ihtiyaç yoktur. 5-) KALIP SICAKLIĞININ ETKİSİ Bu analizlerde ise diğer tüm şartlar aynı tutulup sadece kalıp sıcaklığı değiştirilerek dört analiz yapılmıştır. Yapılan analizlerde kalıp sıcaklıkları olarak 50, 55, 60, 65 o C alınmıştır. Bu kadar esnek bir oynama payı olması malzemenin yapısından kaynaklanmaktadır. Çünkü malzemenin çalışma sıcaklıkları o C arasındadır. Fakat tüm malzemeler için bu aynı olmayacağından analizler yapılırken bu göz önünde bulundurulmalıdır. Bu analizlerin sonucunda ise kayda değer fazla bir değişiklik olmamasına rağmen 65 oc en uygun kalıp sıcaklığı olarak alınmıştır. Zaten bu malzeme için tavsiye edilen çalışma sıcaklığı da budur. 6-) ERİYİK SICAKLIĞININ ETKİSİ Bu analizlerde ise diğer tüm şartlar aynı tutulup sadece eriyik sıcaklığı değiştirilerek dört analiz yapılmıştır. Yapılan analizlerde eriyik sıcaklıkları olarak 250, 255, 260, 265 o C alınmıştır. Yine burada da esnek bir oynama payı olması malzemenin yapısından kaynaklanmaktadır. Çünkü malzemenin çalışma sıcaklıkları o C arasındadır. Fakat tüm malzemeler için bu aynı olmayacağından analizler yapılırken bu göz önünde bulundurulmalıdır. Yapılan gözlemlerde eriyik sıcaklığı artırılınca dolum zamanı, basınç, döngü zamanı gibi parametreler azalırken hacimsel büzüşme, çökme, kavitedeki artık gerilmeler artmıştır. Fakat bu artış ve azalma tamamen bir bütün olarak eksisiyle artısıyla değerlendirilirse en uygun eriyik sıcaklığı olarak 265 o C alınmıştır. 7-) ENJEKTE ŞEKLİNİN ETKİSİ Bu analizlerde ise diğer tüm şartlar aynı tutulup sadece enjekte şekli değiştirilerek iki analiz yapılmıştır. Bu yapılan analizlerde birinci olarak malzeme direkt enjekte edilmekte, diğerinde ise girişten 10 mm kaydırmak suretiyle enjekte edilmektedir. Analiz sonuçlarında ise direkt enjekte edilince döngü ve dolum zamanları v.b. bazı kriterler azalmıştır. Buna karşılık çökme, büzüşme v.b. bazı kriterler artmıştır. Fakat bu azalma ve artış kayda değer bir tarzda olmamıştır. Dolayısıyla yine kalıpla birlikte bir bütün olarak olaya bakınca maliyet v.b. nedenlerden dolayı direkt enjekte uygun bulunmuştur. 8-) MESH UZUNLUĞU VE TOLERANSININ ETKİSİ Diğer kriterler sabit tutularak sadece mesh uzunluğu ve toleransı değiştirilerek analizler yapılmıştır. Yapılan analizlerde mesh uzunluğu; 4, 6.5, 7, 7.5, 10 mm ve tolerans olarak 0.25, 0.5, 1 mm alınmıştır. Mesh ölçüsü çok küçük alınınca bilgisayarda yapılan analiz diğerlerine göre 5-6 kat artmıştır. Bunun en büyük dezavantajı eğer imkanlar ve süre kısıtlı olduğu durumlarda ortaya çıkar. Çünkü analizi yapan kişinin bilgisayarı kaliteli değil ve

Sonuç olarak giriş ve çıkış sıcaklıkları aynı olduğu durumlarda yüksek sıcaklıktaki su; büzüşmeyi, çökmeyi, basıncı, dolma zamanını olumsuz etkilemiştir.

4 4 sürede kısıtlı ise bu çok büyük bir problemdir. Bu nedenle mesh ölçüsü çok fazla küçük alınmamalıdır. Mesh çok küçük alınınca belki gerçek değere yaklaşıyoruz ama bizi kısıtlayan nedenlerden dolayı olayı optimize etmek zorundayız. Ayrıca screen output incelendiğinde çok sayıda aşağıdaki uyarılara rastlanmıştır. 1-) The mold wall temp of is greater than the transition temp. 2-) Two elements are too close. Çok büyük seçildiğinde ise çok sayıda aşağıdaki uyarılara rastlanmıştır. a-) Triangle element has a large aspect ratio. b-) Element.. has a very bad shape. Sonuç olarak bunlardan kurtulmak ve daha iyi sonuçlar almak için mesh uzunluğu=6.5 mm ve tolerans=0.25 mm seçilmiştir. 9-) KAVİTE SAYISI Tasarımı yapılan parçanın boyutları çok büyük olmasa da kapak olarak baktığımızda bir çok kapaktan oldukça büyüktür. Kavite sayısı olarak diğer kapaklar gibi 16, 32 v.b. şekilde yapılması oldukça zordur. Çünkü ek te de görüleceği gibi bu parça için 2 kaviteli olunca bile çok iyi özellikte makine gerekmektedir. Ayrıca diğer kriterlerde(işçilik, kalıp maliyetleri gibi) işin içine girince bu yüzden tek kaviteli yapmak daha uygundur. Zaten literatürlere bakıldığında da adet üretime kadar tek kaviteli oldukça idealdir. Eğer biz makine ve diğer yönden kısıtlı isek zaten tek kaviteli yapmak zorundayız. Bu analize ek olarak MPI programının iki kaviteli olunca verdiği screen output sunulmuştur. EK : Tasarımı yapılan ürünün Solidworks 2003 teki tasarım aşamaları

Ayrıca screen output incelendiğinde çok sayıda aşağıdaki uyarılara rastlanmıştır. 1-) The mold wall temp of is greater than the transition temp. 2-) Two elements are too close.

5 5 KALIBI YAPILACAK PLASTİK ÜRÜNÜN SOLİD WORKS 2003 PROGRAMINDA TASARIM AŞAMALARI

6 6

7 7

8 8

Benzer belgeler

Moldflow Plastics Advisers. Plastik enjeksiyon parça ve kalıp tasarımında yeni bir dönem

Moldflow Plastics Advisers. Plastik enjeksiyon parça ve kalıp tasarımında yeni bir dönem Moldflow Plastics Advisers Plastik enjeksiyon parça ve kalıp tasarımında yeni bir dönem Problem: Plastik parça tasarımı imalattan bağımsız yapılır Plastik parçalar üretime uygun biçimde tasarlanmazlar