T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI MEGEP (MESLEKÎ EĞİTİM VE ÖĞRETİM SİSTEMİNİN GÜÇLENDİRİLMESİ PROJESİ) PLASTİK TEKNOLOJİSİ ENJEKSİYON MAKİNELERİNDE ÜRETİM-1 ANKARA 2006
Milli Eğitim Bakanlığı tarafından geliştirilen modüller; Talim ve Terbiye Kurulu Başkanlığının 02.06.2006 tarih ve 269 sayılı Kararı ile onaylanan, Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında kademeli olarak yaygınlaştırılan 42 alan ve 192 dala ait çerçeve öğretim programlarında amaçlanan mesleki yeterlikleri kazandırmaya yönelik geliştirilmiş öğretim materyalleridir (Ders Notlarıdır). Modüller, bireylere mesleki yeterlik kazandırmak ve bireysel öğrenmeye rehberlik etmek amacıyla öğrenme materyali olarak hazırlanmış, denenmek ve geliştirilmek üzere Mesleki ve Teknik Eğitim Okul ve Kurumlarında uygulanmaya başlanmıştır. Modüller teknolojik gelişmelere paralel olarak, amaçlanan yeterliği kazandırmak koşulu ile eğitim öğretim sırasında geliştirilebilir ve yapılması önerilen değişiklikler Bakanlıkta ilgili birime bildirilir. Örgün ve yaygın eğitim kurumları, işletmeler ve kendi kendine mesleki yeterlik kazanmak isteyen bireyler modüllere internet üzerinden ulaşılabilirler. Basılmış modüller, eğitim kurumlarında öğrencilere ücretsiz olarak dağıtılır. Modüller hiçbir şekilde ticari amaçla kullanılamaz ve ücret karşılığında satılamaz.
İÇİNDEKİLER AÇIKLAMALAR...ii GİRİŞ...1 ÖĞRENME FAALİYETİ 1...3 1. ENJEKSİYON MAKİNELERİNDE KALIP BAĞLAMAK...3 1.1. Enjeksiyon Makineleri...3 1.1.1. Enjeksiyon Makinesinin Tanımı...3 1.1.2. Enjeksiyon Makinesi Üniteleri...7 1.2. Enjeksiyon Makinelerinde Kalıp Bağlama...16 UYGULAMA FAALİYETİ...19 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...25 ÖĞRENME FAALİYETİ 2...28 2. ENJEKSİYONDA HAMMADDE HAZIRLAMAK...28 2.1. Termoplastik Enjeksiyon Kalıpları...28 2.1.1. Kalıp...28 2.1.2. Kalıp Elemanları...30 2.1.3. Dişi ve Erkek Kalıpların Özellikleri...32 2.1.4. Yolluk, Dağıtıcı ve Giriş Kanalları...33 2.2. Enjeksiyon Makinesinde Kullanılan Plastikler...43 2.2.1. Katkı Maddeleri...43 2.2.2. Plastikler...45 UYGULAMA FAALİYETİ...49 ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME...51 MODÜL DEĞERLENDİRME...57 CEVAP ANAHTARLARI...61 KAYNAKÇA...63 i
AÇIKLAMALAR KOD AÇIKLAMALAR 543M00008 ALAN DAL/MESLEK Plastik Teknolojisi Plastik İşleme MODÜLÜN ADI Enjeksiyon Makinelerinde Üretim 1 MODÜLÜN TANIMI SÜRE 40/32 Enjeksiyon makinelerinde üretim 1: Plastik malzeme ve plastik makine bilgilerini kullanarak, enjeksiyon makinelerine kalıp bağlama, enjeksiyon makinelerinde kullanılacak yi hazırlama yeterliğinin kazandırıldığı modüldür. ÖN KOŞUL YETERLİK MODÜLÜN AMACI EĞİTİM ÖĞRETİM ORTAMLARI VE DONANIMLARI ÖLÇME VE DEĞERLENDİRME Temel Talaşlı Üretim 1 2 3 4 5, Yardımcı Ekipmanlarla Üretim 1 2 modüllerini almış olmak Plastik Enjeksiyon Kalıplama Makinelerinde Üretim Yapmak Genel Amaç Bu modül ile gerekli ortam sağlandığında plastik enjeksiyon makinelerinde istenilen özelliklerde plastik ürün elde edebileceksiniz. Amaçlar Gerekli ortam sağlandığında Plastik enjeksiyon makinelerine kalıp bağlayabileceksiniz. Plastik enjeksiyon makinesine hazırlayabileceksiniz. Plastik enjeksiyon kalıbı, kaldırma araç ve gereçleri, el aletleri, plastik enjeksiyon makinesi. Plastik karıştırıcıları, katkı maddeleri. Her faaliyet sonrasında o faaliyetle ilgili değerlendirme soruları ile kendinizi değerlendireceksiniz. Öğretmen modül sonunda size ölçme aracı (uygulama, sorucevap) uygulayarak modül uygulamaları ile kazandığınız bilgi ve becerileri ölçerek değerlendirecektir. ii
GİRİŞ GİRİŞ Sevgili Öğrenci, Plastik sektörü dünyada ve ülkemizde hızla gelişmiştir ve gelişmeye devam etmektedir. Bu gelişim ve değişimlere hızlı bir şekilde ayak uydurmak teknolojik ilerlemenin vazgeçilmez bir unsuru olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu ilerlemeyi sağlamak, teknolojiyi ve gerekli bilgileri öğrendikten sonra yeni tasarımlar üretmekten geçmektedir. Üretimde amacımız kalite ve yüksek verim olmalıdır. Enjeksiyon makinelerinde üretim, Plastik Teknolojisi alanında önemli bir konu olarak karşımıza çıkmaktadır. Plastiğin günlük hayatımızdaki yeri ve kullanım alanının genişliği göz önüne alındığında bu önem daha da iyi anlaşılacaktır. Günümüzde kullandığımız birçok ürünün hammaddesini plastik oluşturmaktadır. Plastik ürünlerden, aynı plastik malzemeden üretilmiş olsa da kullanım yerlerine göre farklı özellikler istenebilmektedir. Aynı plastik malzemeden üretilmiş farklı ürünler, bir ortamda güneş ışıklarına maruz kalırken başka bir ortamda basınca ya da soğuğa maruz kalabilir. Bununla beraber aynı ürünlerden farklı renk talepleri de olabilir. Plastik hammaddelerin birçok çeşidi vardır ve her biri farklı özellikleri bünyesinde barındırır. Her ürün aynı plastik hammaddeden üretilemez. Bu gibi durumlar göz önüne alındığında plastik ürünlerin kullanılacağı yerin özelliğine göre uygun hammadde seçilerek üretime uygun şekilde hazırlanmalıdır. Enjeksiyon makinelerinde üretimde bir diğer önemli nokta kalıp ve kalıp montajıdır. Enjeksiyon Makinelerinde Üretim-1 Modülü, sizlere bu yöndeki becerileri kazandırmak üzere hazırlanmış bir eğitim materyalidir. Bu modülde sizler; kullanacağınız plastik enjeksiyon kalıbına uygun enjeksiyon makinesini seçip, makineye kalıp bağlayıp sökebileceksiniz. Plastik enjeksiyon makinesinde kullanılan hammaddelerden istenilen özelliklere uygun katkı maddeleri ile karışım hazırlayabileceksiniz. Bununla beraber enjeksiyon makinesi, makineye kalıp bağlama ve plastik malzeme ile ilgili bilgileri edineceksiniz. Bu modülde hedeflenen yeterlikleri edinmeniz durumunda, plastik teknolojisi alanında daha nitelikli elemanlar olarak yetişeceğinizi hatırlatıyor, size başarılar diliyoruz. 1
2
ÖĞRENME FAALİYETİ 1 AMAÇ ÖĞRENME FAALİYETİ 1 Gerekli ortam sağlandığında plastik enjeksiyon makinelerine kurallara uygun olarak kalıp bağlayabileceksiniz. ARAŞTIRMA Enjeksiyon makinesi ile üretim yapan plastik işleme fabrikalarını ziyaret ederek; Sanayide kullanılan plastik enjeksiyon makinelerinin çeşitlerini ve özelliklerini araştırınız. Plastik enjeksiyon makinelerinde kullanılan kalıpların, makineye bağlanmasında uyulması gereken işlem basamaklarını araştırınız. 1. ENJEKSİYON MAKİNELERİNDE KALIP BAĞLAMAK 1.1. Enjeksiyon Makineleri 1.1.1. Enjeksiyon Makinesinin Tanımı Termoplastik malzemelerin enjeksiyon yöntemiyle kalıplanmasında kullanılan makinelere, enjeksiyon makineleri denir (Resim 1.1). Plastik malzemeleri biçimlendirmede "ekstrüzyon kalıplama, rotasyonel kalıplama, basınçta ısı ile biçimlendirme, şişirme ve enjeksiyon kalıplama gibi" teknikler kullanılmaktadır. Püskürtmeli kalıplama ya da enjeksiyon kalıplama da denilen plastik enjeksiyon işlemi, plastik eşya üretiminde kullanılan ve uygulaması diğer plastik işleme yöntemlerine göre her geçen gün hızla artan en önemli metotlardandır. Hammaddenin tek bir işlemle istenilen şekilde kalıplanabilmesini sağlaması ve birçok durumda üretilen ürün için son işlem gerektirmemesi, bu metodu seri üretime uygun hale getirmiştir. 3
Resim 1.1:Enjeksion makineleri 4
Plastik enjeksiyon makinesinde ve atölyesinde emniyetli çalışma kuralları: Gazlı ve nemli hammaddeleri kurutmadan huniye koymayınız. Enjeksiyon makinesinin kapakları açıkken elinizi ve başınızı mengene ve makas kolları arasına sokmayınız. Enjeksiyon makinesinin sıcak çalışan bölgelerine herhangi bir şekilde dokunmayınız. Enjeksiyon makinesi çalışırken kalıp ve makinenin hareketli bölgelerinde herhangi bir işlem yapmayınız. Makinede çalışırken tüm dikkatinizi makineye veriniz. Başkasının makineyi kurcalamasına izin vermeyiniz. Makine başında çalışırken makineyi çalışır durumda bırakıp izinsiz bir yere ayrılmayınız. Çalıştırmayı bilmediğiniz makineyi çalıştırmayınız. Makine alarm verdiğinde zamanında müdahale ediniz. Beklenmedik durumlarda ve iş kazalarında en yakın makinenin nasıl durdurulacağını öğreniniz. Elektrik panolarına el sokmayınız, arıza anında öğretmeninize haber veriniz. Makinede üretilen ürünlerin kalite kontrolünü belli aralıklarda yapınız. İş önlüğünüzü mutlaka giyiniz. İş önlüğünün, düğmelerinin ilikli olmasına, yırtık ve sökük yerlerinin olmamasına dikkat ediniz. Atölyede, gürültülü çalışılan ortamlarda kulaklık takınız. Atölye içinde, tozlu çalışılan ortamlarda maske kullanınız. Kullandığınız hammaddelerin yerlere dökülmemesine dikkat ediniz. Ağırlığı fazla olan malzeme ve ekipmanın taşınmasında taşıma gereçlerini kullanınız. Kaldırma, taşıma araçları ile malzeme ve ekipman taşınmasında, emniyet tedbirlerini tam olarak aldığınızdan, bağlantıları güvenli yaptığınızdan emin olunuz. Yapacağınız iş için uygun araç gereç kullanınız. Çalışma alanınızı temiz tutunuz ve her çalışmadan sonra çalışma alanınızın temizliğini yapmayı, tertip ve düzenini sağlamayı unutmayınız. Kullandığınız hammaddenin içerisine yabancı malzemenin karışmamasına özellikle dikkat ediniz. 5
Enjeksiyon yönteminin avantajları: Hızlı bir şekilde mal üretebilir (seri üretim). Yüksek hacimlerde mal üretebilir. Diğer işlemlere göre düşük maliyettedir. Otomasyona uygundur. Hemen hemen hiç son işlem gerektirmez. Çok değişik yüzey, renk ve şekillerde mal üretebilir. Malzeme kaybı (artık) çok azdır. Aynı makinede ve aynı kalıpta farklı hammaddelerden üretim yapılabilir. Düşük toleranslarda çalışılabilir. Kalıba, metal ve ametaller ilave parçalar eklenerek üretim yapılabilir. Kalıplanan ürünlerin mekanik özellikleri iyidir. Enjeksiyon yönteminin dezavantajları: Sektördeki yoğun rekabetten dolayı kâr oranı düşüktür. Kalıp fiyatları pahalıdır. Enjeksiyon makineleri ve yedek parçaları pahalıdır. İşlem kontrolü tam olarak sağlanamamıştır. Ürün kontrolü makine tarafından direkt ve sürekli olarak yapılamamaktadır. Kalite sürekliliği tam olarak tanımlanamamakta ve sağlanamamaktadır. Resim 1.2 ve 1.3 de enjeksiyon makinesinde üretilen ürünlerden örnekler gösterilmiştir. Resim 1.2: Enjeksiyon makinesinde üretilen ürünler 6
1.1.2. Enjeksiyon Makinesi Üniteleri Resim 1.3: Enjeksiyon makinesinde üretilen ürünler Genel olarak bir enjeksiyon makinesi, beş fonksiyonel birimden meydana gelir. Enjeksiyon ünitesi Mengene ünitesi Kontrol ünitesi Tahrik (hareket) sistemi Kalıp ve kalıp elemanları 7
1.1.2.1. Enjeksiyon Ünitesi Enjeksiyon ünitesinin yani enjeksiyon grubunun ana amacı; plastik malzemeyi eritmek ve kalıba enjekte etmektir. Sürekli olarak aynı ağırlıkta ve aynı kalitede parça üretimi için kalıba enjekte edilen malzeme miktarı her seferinde aynı olmalıdır. Bunun için enjeksiyon grubu sürekli olarak aynı sıcaklıkta homojen malzeme baskısı yapabilmelidir. Plastik teknolojisinin ilk zamanlarında, piston tipi enjeksiyon makineleri kullanılıyordu. Bu makinelerde, plastik malzeme sadece kovandan aldığı ısı ile eritiliyordu. Günümüzde artık yaygın bir şekilde tercih edilen makineler de ise enjeksiyon pistonu görevi de gören vidalar kullanılmaktadır. Bu makinelerde vida döner ve aynı anda huniden mal alır. Vidanın dönme hareketiyle ileri doğru itilen malzeme, aynı zamanda hem vidanın oluşturduğu sürtünme ısısı ve kovan (kovana kimi zaman ocak da denilmektedir) erir. Eriyerek ileri hareket eden plastik malzeme, meme boşluğuna depolanır. Vida, malzeme boşluğuna doluncaya kadar yani mal alma konumuna ulaşıncaya kadar geri döner. Geri hareket esnasında vidanın arkasında oluşan geri basınç, hidrolik pistonu belli değerde sabit tutar. Bu sayede vidanın geri dönme hızı azaltılarak daha homojen bir karışım elde edilir. Plastikasyon işlemi bitip meme boşluğu yeterince malzemeyle dolduktan sonra vida, bir piston gibi yüksek basınçla ileri doğru hareket ederek plastik malzemeyi meme boşluğundan kalıp içine enjekte eder. Resim 1.4 de bir enjeksiyon ünitesi gösterilmiştir. Bir enjeksiyon ünitesinin ana görevleri: Huniden kovana giren plastik malzemeyi ısıtıp eritmek, Eriyik malzemeyi kalıba enjekte etmek, Malzemenin kalıpta sağlam bir ürün haline gelmesi için gerekli tutma basınçlarını sağlamak, Rahatça ileri geri hareket edecek şekilde olmak, Memeyle yolluk burcunu gerekli kuvvetle temas halinde tutabilmektir. Resim 1.4: Enjeksiyon ünitesi 8
Bir enjeksiyon ünitesinin önemli elemanları ( malzeme akış yönüne göre ) Huni Vida (helezon ya da burgu da denilmektedir) Geri dönüşsüz valf (çek valf) Meme Isıtıcı bantlar (rezistans) Resim 1.5 te enjeksiyon ünitesinin elemanları gösterilmiştir. Resim 1.5: Enjeksiyon ünitesinin elemanları 9
( a ) ( b ) ( c ) ( d ) Resim 1. 6: Bir enjeksiyon işleminin basamakları enjeksiyon işleminin basamakları Huni: Enjeksiyon ünitesinin bir elemanı olan, vidanın beslenebilmesi için, içerisine sadece işlenmemiş hammadde doldurulan elemana huni denir. Huni gibi basit bir parçanın da bazı önemli özelliklere sahip olması gerekmektedir. Bunlar: Tamamıyla boşaltılabilmelidir. Kolay kullanılabilmelidir. Kolay monte edilebilmelidir. Toz geçirmemelidir. Kolay temizlenebilmelidir. Normal şartlarda makine çalışırken huni doludur ve işlenecek hammadde direkt olarak huniden enjeksiyon grubunun besleme bölgesine, oradan da vidanın dönme hareketi ve rezistanslar sayesinde eriyerek meme boşluğuna akar. İşlenecek malzemenin tanecikli (granül) yapıda olması problem çıkarmazken, toz halindeki malzemeler veya küçük çaptaki vidalar hunide kısa devre ( köprüleme bridging ) denen, malzemenin topaklaşıp kovan girişinde tıkanmasına sebep olur. Buna engel olmak için huniye karıştırıcılar veya vida konveyörleri takılabilir. (Resim 1.7) 10
Resim 1.7: Huni Vida: Vida hammaddenin beslenmesi, eritilmesi, karıştırılması ve kalıp içerisine iletilmesi görevini yapan makinenin en önemli parçalarından birisidir. Vidaya bazen helezon ya da burgu denilmektedir. Vida ile ilgili daha detaylı bilgi Enjeksiyon Makinelerinde Üretim -2 modülünde verilmiştir. Geri Dönüşsüz Valf (Çek Valf): Enjeksiyon vidalarına bazen, vidaların enjeksiyon ve tutma basınçları safhalarında bir piston gibi hareket etmesini sağlayan ve bu sırada malzemenin geri akışına engel olan parçalar takılır. Bunlar, vidanın uç bölgesine takılan geri dönüşsüz valf veya çek valf denen parçalardır. Bu parça grubunun hepsine birden yüzük ve torpil veya yüksük torpil takımı da denilmektedir. (Resim 1.8) Bir geri dönüşsüz valf de aranan özellikler şunlardır: Yüksek verim Kısa kapanma süresi Yüksek mekanik mukavemet Kendini iyi temizleme yeteneği Geri dönüşsüz valflerin verimliliği, enjekte edilen malzeme hacminin plastikleştirilen malzeme hacmine oranıdır. Verimlilik oranı %95 - %97 arasında değişir ki; bu da valf kapanırken vida kanallarından geri akan malzemenin %3 - %5 arasında olduğunu gösterir. Bu valflerde bulunması gereken önemli özelliklerden birisi de kısa kapanma süresidir. Geri dönüşsüz bir valfin kapanma zamanı, vidanın enjeksiyon yapmak üzere eksenel harekete başladığı andan itibaren valfin geriye doğru hiç malzeme akışına izin vermeyeceği duruma geldiği ana kadar geçen zamandır. Çek valfler yüksek oranlarda yüklenmeye maruz kaldıkları için çabuk aşınmaya uğrarlar. Geri dönüşsüz valfler sisteminin esas önemli parçası, plastikasyon esnasında ileri pozisyonda kalarak eriyik malzemenin, meme boşluğuna dolmasını sağlayan kayan halka yani yüzüktür. Mal alma işlemi sırasında ileri pozisyonda olan yüzük, enjeksiyon safhasında ise geri konumda kalarak arkasındaki oturma halkasına sıkıca dayanır ve yüksek basınç altındaki malzemenin geriye akışına engel olur. 11
Resim1. 8: Çekvalf Meme: Kovanın uç kısmına monte edilen, kovanın ucunun enjeksiyon yapabilmesi için kalıbın yolluk burcuna (enjeksiyon memesi ile yolluğu aynı eksene getiren kalıp elemanı) tam olarak denk gelmesini sağlayan ve yapısına göre plastikasyon ve soğuma esnasında kovanın ağzını kapayarak dışarı mal akışını önleyen parçaya meme denir. Resim 1.9 da bir meme kesiti verilmiştir. Memeler açık ve kapalı (kapatılabilir) olarak yapılırlar. Akış kesme memeleri de denen kapalı memeler kendi kendine kontrollü ( otokontrollü ) veya dışarıdan kontrollü olabilirler. Açık memeler genelde akış yönünde konikleşen basit bir kanala sahiptirler. Pratikte en kullanışlı olan meme, en az basınç düşmesine neden olan açık meme tipidir. Resim 1. 9: Meme kesiti Enjekte edilen malzemenin cinsine göre enjeksiyon memeleri üçe ayrılır. Sert PVC memesi: Mümkün olduğu kadar kısa olmalıdır. Vidanın ucundaki torpil neredeyse çevresinde hiç boşluk bırakmadan meme deliğine kadar uzanmalıdır. Roketin ucu ince ve uzun olursa aşırı ısınır ve PVC yi yakar. Normal termoplastikler için açık ısı kontrolü meme: Genellikle meme açık ve uzundur. Uzun ucun üstünde ısısı kontrol edilebilen ısıtıcı bant vardır. Bu ısıtıcı malzemenin akmasını ve donmamasını sağlar. Roket ucu 12
memenin içini doldurur. Enjeksiyondan sonra ölü mal kalmasını önler. Bazı hammaddeler burada yığılırlarsa lekeler ve renk bozuklukları yapar. Sübaplı meme: Meme kalıba dayandığında sübap geri gider ve yolu açar. Mal kalıba dolar. Daha sonra kalıp boşluğu mal ile dolduktan sonra malın akma yönündeki basıncı, sübabın basıncını yenerek sübabı kapatır ve eriyen mal memeden dışarıya akamaz. Termoplastik malzeme cinsi, kalıp yapısı, baskı şartları durumuna göre bu tip memenin kullanılmasını zorunlu kılar. Isıtıcı Bantlar (Rezistans): Rezistanslı ısıtıcı bantlarının en önemli avantajı düşük fiyat olup çok kolay monte edilebilir olmaları ve kapasitelerinin çalışma şartlarına göre kolaylıkla ayarlanabilir olması ise diğer avantajlarıdır. Bu sistemin en önemli dezavantajı yavaş çalışmasıdır. Bu sistem ısıyı muhafaza edebilmesine rağmen yüksek sıcaklıklara ulaşmak için uzun sürelere ihtiyaç duyar. 1.1.2.2. Mengene Ünitesi Enjeksiyon olayında sürekli bir işlem olmaması, kalıbın ürünün çıkması için açılması ve sonraki baskı için tekrar kapanması gerekmektedir. Mengene ünitesi bu işi yapar. Plastiğin çok yüksek basınçlarda kalıba enjekte edilmesi sebebiyle mengene ünitesi kalıbı enjeksiyon ve tutma basınçları safhasında sıkıca kapalı tutmalı, kalıbın açılıp çapak yapmasını önlemelidir (Resim 1.10). Bir enjeksiyon makinesinde mengene ünitesinin başlıca görevleri şunlardır: Kalıbı kapamak, Enjekte edilen malzemenin ürün haline dönüşmesi için kalıbı kilitleyerek kapalı tutmak, Ürünün çıkarılması için kalıbı açmaktır, Bir enjeksiyon makinesinin mengene sistemi yatay prese benzer. Bu sistem genel olarak; Bir sabit plaka, Bir hareketli plaka, Bir L plaka (destek plakası), Hareketli plakanın hareketini sağlayan bir tahrik sisteminden meydana gelir. Bu tahrik sistemi de genellikle hidrolik (yağ ile çalışan) bir sistemdir. Kalıplar en az iki ana parçadan meydana gelirler. İki parçalı kalıbın bir parçası eksenel hareket eden hareketli plakaya, diğer parçası ise sabit plakaya monte edilir. L plaka normalde hareketli olmayıp sadece farklı büyüklüklerdeki yani farklı kalınlıklardaki kalıp ayarları için eksenel olarak genelde redüktörlü bir motorla, bazen de hidrolik motorla hareket ettirilir. Enjeksiyon sırasında kalıp içi basıncının dış basınçtan çok daha büyük değerlere çıkması, kalıbın açılmasına ve malzemenin taşmasına yani çapak yapmasına neden olabilir. Ürüne son işlem gerektiren çapak oluşumu, zaman ve enerji kaybına neden olduğu için hiç de istenilen bir durum değildir. Bu sebeple bir enjeksiyon makinesinin mengene sistemi, 13
kalıbı gerekli kuvvetle kapalı tutabilmelidir. İşte burada kalıp kapama kuvveti (kalıp kilitleme kuvveti) denen ve makinenin gücünü dolayısıyla büyüklüğünü belirten bir karakteristik ortaya çıkar. 1.1.2.3. Kontrol Ünitesi Resim 1.10: Mengene ünitesi Enjeksiyon makinesi bir bütün olarak tüm fonksiyonlarını takip ve belli bir sıraya göre koordine edebilecek, çalışma parametrelerini gözlemleyip sabit tutabilecek ve enjeksiyon çevriminin her safhasını kontrol edebilecek olan bir sisteme, yani kontrol sistemine ihtiyaç duyar. Çünkü bir enjeksiyon makinesindeki tüm fonksiyonlar her makinede olması gerektiği gibi belli bir sıraya göre gerçekleştirilmeli, her fonksiyonun başlama ve bitiş zamanları ve konumları kontrol altında tutulmalı ve takip edilmelidir. (Resim 1.11) 14
Resim 1.11: Enjeksiyon kontrol ünitesi Bir enjeksiyon makinesinde açık veya kapalı devre kontrolüyle denetlenmesi gereken bazı fonksiyonlar şunlardır; Kovan sıcaklığı Eriyik malzemenin sıcaklığı Varsa sıcak yolluk sistemlerinin sıcaklığı Kalıp sıcaklığı Vida dönüş hızı (mal alma işlemi için). Enjeksiyon hızı Tutma basınçları Makine sanayiinde makine kontrolü ve kumandası için başlangıçta röle mantıklı tamamen pasif elemanlardan oluşan devreler kullanılmaktaydı. Şimdi ise enjeksiyon makineleri diğer modern ve gelişmiş makineler gibi bir dijital elektronik harikası olan ve PLC ( Programlanabilir mantıksal kontrol) denen mikroişlemci yapılı, işlem kontrollerinin hepsi bir veya daha fazla merkezi işlem birimi (CPU=beyin) tarafından denetlenen, sanayi ortamında çalışabilecek bir yapıda, üzerine elektriksel bağlantıların yapılabileceği noktaların bulunduğu bilgisayarlar ile kontrol edilmektedir. PLC ler sanayi için geliştirilen ve kullanıcı tarafından istenen amaca göre programlanabilen bilgisayarlardır. Bu cihazlar çok küçük boyutlu makineleri kontrol edebileceği gibi, çok büyük bir sistemi ve bu sistemin oluşturduğu birimleri ( üretim sistemleri, fabrikalar gibi ) kontrol edebilecek yapıdadırlar. Bir PLC sistemi enjeksiyon makinesinde vidanın konumu, vidanın hızı, enjeksiyon grubunun konumu, enjeksiyon zamanı, tutma basınçları, kovan sıcaklığı, ve bunun gibi birçok parametrenin sinyallerini gerekli yerlerden alır ve bunları istenen şekilde kolaylıkla değerlendirir. PLC değerlendirdiği giriş sinyallerine karşılık gerekli çıkış sinyallerini gerekli yerlere, sıcaklığı değiştirmek, valf açıp kapamak suretiyle basınç ve hız değerlerini 15
değiştirmek gibi fonksiyonları yerine getirmek üzere gönderir. Bu sırada tüm çevrimin ekrandan gözlemlenmesi ve gerektiğinde makinenin tam otomatik olarak çalışması da gerekmektedir. Bilgisayar kontrollü makinelerde kullanılan kalıbın tüm çalışma değerleri, sonradan tekrar kullanılmak üzere kontrol sisteminin kendi hafızasına kaydedilip saklanabilir. Artık yeni kullanılan kontrol sistemleri, ürün kalitesini yükseltmek üzere gerektiğinde özel proses stratejileri geliştirerek üreticiye yardımcı olabilecek yapıdadırlar. Bu yapı, özellikle ağırlık veya boyut gibi termoplastiklerin ürün özelliklerini yani kalitelerini etkileyen tutma basınçları safhası için büyük önem arz etmektedir. Yeni kontrol sistemleri aynı zamanda enjeksiyon çevrimini, kalıbın açılmasını önleyecek şekilde kontrol edebilmektedir. 1.2. Enjeksiyon Makinelerinde Kalıp Bağlama Kalıbın makineye doğru ve hızlı bağlanması enjeksiyon işlemi için oldukça önemlidir. Enjeksiyon memesi ile merkezlenmemiş bir kalıbın istenen performansta çalışması mümkün değildir. Çok sık kalıp değiştirilmesi gereken bir makine de eğer gerekli kalıp değiştirme hızlarına ulaşılamıyorsa bu durum ciddi zaman ve üretim kaybına neden olur. Kalıbı makineye bağlamanın en kolay yolu mekanik bağlama elemanları yani kalıp pabuçları kullanmaktır. Bu şekilde bağlama, en klasik plaka yapısı olan makine üzerindeki T kanalları veya dişli deliklerle sağlanır. T kanallarının dişli deliklere kıyasla daha sağlam ve kullanışlı olduğu görüşü yaygındır. Makineye kalıp bağlama işlemi çok zaman alan bir iş olup birden fazla kişinin ilgilenmesini gerektirir. Kalıbı makineye bağlarken yolluk burcunun (eriyik nin kalıba aktarılmasını sağlayan kalıp elemanı) memeyle aynı eksen üzerinde tam karşı karşıya gelmesi gerekir. Bunu sağlamak için yerleştirme bileziği (kalıp flanşı) kullanılır. Bir kalıp değiştirme; ana olarak aşağıdaki işlemlerin gerçekleşmesine bağlıdır. Kalıpların makineden çıkarılıp takılması Kalıplara bağlı su hortumları gibi destek hatlarının bağlanıp çözülmesi Kalıpların taşınması Enjeksiyon makinesinde kalıpların değiştirilmesi aşağıdaki işlemlerden oluşur. Kalıbın sökülmesi: Kalıp yarımlarının yüzeylerini paslanmadan korumak için yağlayınız. Mengeneyi kapayarak kalıp yarımları birleştiriniz. Kalıba bağlı su, elektrik gibi boru, kablo ve hortum destek hatlarını çözünüz. 16
Kaldırma mekanizması ile kalıp yarımlarını güvenlik kurallarına uygun olarak askıya alınız. Varsa kalıp iticisi ile makinenin iticisinin birleştirme elemanları sökünüz. Özel kalıplardaki diğer bağlantı konumlarını dikkate alınız. Eğer gerekli ise kalıbın kapalı kalmasını sağlayan parçalar yerleştirip sabitleştiriniz. Kalıp yarımlarını tutan bağlama pabuçlarını çapraz olarak sökünüz. Makineyi kalıp değiştirme konumuna getirerek mengeneyi açınız. Kaldırma mekanizması vasıtası ile kalıbı makine kolonları arasından çıkartınız. Kalıbı, diğer kalıpların bulunduğu depoya götürünüz. Kalıbın bağlanması: Makineye bağlanacak olan kalıbın ebatlarının, ürün gramajının ve diğer unsurların makine ile uyumlu olup olmadığını kontrol ediniz. Yeni kalıbı, kaldırma mekanizması ile kalıp yarımlarını güvenlik kurallarına uygun olarak askıya alınız. Kalıbı, kaldırma mekanizması sayesinde makine kolon milleri arasına getiriniz. Yerleştirme bileziği yardımıyla kalıbı, makinenin kanalına oturtarak merkezleyiniz. Kalıbı zemine paralel konuma getirerek mengeneyi kapatınız. Bağlama pabuçlarının konumlarını ayarlayınız. Bağlama pabuçlarındaki somunların boşluklarını alarak sıkmaya hazır duruma getiriniz. Sıkma işlemini karşılıklı zıt yönde yapınız. Kalıbı askıdan kurtararak, kaldırma mekanizmasını güvenli bir yere alınız. Soğutma kanallarına hava tutarak, soğutma kanallarının giriş çıkışlarını bulunuz. Bu giriş çıkışlara göre hortum bağlantıları yapınız. Su vanası açıldıktan sonra bağlantılarda sızdırmazlık olup olmadığı kontrol ediniz varsa sıkınız. Varsa itici vb. ekstra bağlantıları yapınız. Redüktör ayarını yapınız. Makine ve kalıbın ayarlarını yapınız. Her kalıbın kalınlığı farklıdır. Bu sebeple mengene ünitesini kalıbın kalınlığına göre ayarlamak gerekir. Mengene ünitesi, redüktörlü motorla ileri geri hareket ettirilerek mengeneyi kilitlemeyi sağlayacak konuma getirilir. Bu işleme redüktör ayarı (kalıp ayarı) denir. Bütün plastik hacim kalıpları birbirleri arasında benzerlik gösterse de aralarında önemli farklılıklar bulunmaktadır. Her kalıpta plastik hammaddelerden farklı ürünler üretilmektedir. Her ürünün boyutları ve gramajları farklıdır. Ayrıca bir enjeksiyon 17
çevriminde üretilecek ürün sayısı, ürünün boyut ve gramajına göre değişiklik gösterir. Üretilecek ürünün boyutu büyüdükçe gramajı artar, ürün sayısı azalır. Ayrıca ürünün boyutu büyüdükçe kalıbın boyutları da büyür. Bu sebeplerden dolayı her kalıp, her enjeksiyon makinesine bağlanamaz. Bir plastik enjeksiyon makinesine kalıbın bağlanıp bağlanamayacağını belirlemek için aşağıdaki kriterler göz önünde bulundurulmalıdır. Enjeksiyon makinesinin baskı hacmi Kalıp montaj alanı (kolon aralığı) Makinenin kilitleme (kapama) kuvveti Enjeksiyon Makinesinin Baskı Hacmi: Enjeksiyon makinesinin baskı hacmi, bir çevrimin, enjeksiyon safhasında makinenin kalıba basabileceği maksimum eriyik hacmidir. Örneğin; bir enjeksiyon çevriminde üretilecek olan ürün sayısı 10, bir ürünün ağırlığı 20 gram, yolluğun (artık malzeme) ağırlığı da 100 gram olsun. Her bir ürünün ağırlığı 20 gr dan toplam 200 gr eder. Buna yolluğun ağırlığını da eklersek (200 + 100) toplamda 300 gramlık bir değer buluruz. Bizim kalıbı bağlayacağımız enjeksiyon makinesi 200 gramlık bir makine ise yani bir çevrimde en fazla 200 gram eriyik malzemeyi kalıba basabiliyorsa, kalıbı bu enjeksiyon makinesine bağlayamayız. Çünkü makinenin kapasitesi yetersiz gelir. Bu kalıp için en az 300 gram lık bir enjeksiyon makinesi gereklidir. Kalıp Montaj Alanı (kolon aralığı): Kalıp montaj alanı, mengene plakaları üzerinde kalıbın bağlandığı bölgeyi tanımlar. Pratikte bu alana makinenin kolon aralığı da denir. Eğer kalıbın boyutları bu kolon aralığından daha büyük ise kalıbı bu enjeksiyon makinesine bağlayamayız. Bazı durumlarda kalıbın bir boyutu kolon aralığından büyük, diğeri ise küçük olabilir. Kolon aralığı 40 x 40 cm kalıp boyutları ise 45 x 35 cm olsun. Bu durumlarda kalıp yan çevrilerek ya da kalıp yarımları ayrı ayrı bağlanabilir. Fakat kalıp yarımlarının ayrı ayrı bağlanması tavsiye edilmez. Makinenin Kilitleme (kapama) Kuvveti: Makinenin kapama kuvveti, kalıba enjeksiyon ve tutma basınçları safhasında, kalıp boşluğunda (kalıpta ürünün oluştuğu yer) oluşan basınca karşı, kalıbı kapalı tutmaya yarayan mengene kuvvetidir. Maksimum kapama kuvveti ise kalıbın tam çapak yapmak üzere açılacağı anda makinenin kalıbı kapalı tutmak için uyguladığı kuvvettir. Makine seçiminde göz önünde bulundurulan en önemli kriterlerden biridir. Kullanılacak makinenin sağlıklı baskı yapabilmesi ve enjeksiyon sırasında kalıbı açmaması için, kalıba gerekli kapama kuvvetini sağlayabilmesi gerekir. Kalıptaki boşluk sayısı arttıkça kapama kuvveti de artar. 18
UYGULAMA UYGULAMA FAALİYETİ FAALİYETİ Üretimi bitmiş olan plastik enjeksiyon kalıbını sökünüz. Mevcut olan enjeksiyon makinesine uygun kalıbı seçerek kalıbı makineye bağlayınız. İŞLEM BASAMAKLARI Makine üzerinde bağlı olan kalıbı kaldırma aracı ile askıya alınız. Soğutma sistemi bağlantılarını sökünüz. ÖNERİLER Çalışma ortamınızı hazırlayınız. İş önlüğünüzü giyiniz. İş ile ilgili güvenlik tedbirlerini alınız yoksa öğretmeninizden isteyiniz. Kalıp yarımlarının yüzeylerini paslanmadan korumak için yağlayınız. Mengeneyi kapatarak kalıp yarımları birleştiriniz. Kaldırma mekanizması ile kalıp yarımlarını güvenlik kurallarına uygun olarak askıya alınız. Kalıba bağlı su, elektrik gibi boru, kablo ve hortum destek hatlarını çözünüz. Takımhaneden bağlantıları çözmek için uygun olan anahtarları alınız. Uygun anahtarları bulamazsanız, farklı anahtar kullanmayınız. Öğretmeninizden isteyiniz. Elektrik bağlantılarını çözmeden şalteri mutlaka KAPATINIZ. 19
Varsa itici bağlantılarını sökünüz. Varsa kalıp iticisi ile makine iticisinin birleştirme elemanlarını sökünüz. Özel kalıplardaki diğer bağlantı konumlarını dikkate alınız. Kalıp bağlama pabuçlarını sökünüz. Eğer gerekli ise kalıbın kapalı kalmasını sağlayan parçaları yerleştirip sabitleştiriniz. Kalıp yarımlarını tutan bağlama pabuçlarını çapraz olarak sökünüz. Mengeneyi açarak kalıbı boşa alınız. Kalıbı uygun yere taşıyınız. Makineyi kalıp değiştirme konumuna getirerek mengeneyi açınız. Kaldırma mekanizması yardımıyla kalıbı makine kolonları arasından çıkartınız. Kalıbı makinenin kolonları arasından çıkartırken, kalıba ve makineye zarar vermemeye özen gösteriniz. Kalıbı çıkartırken kalıp, kaldırma mekanizmasından kurtulursa, kesinlikle kalıbı tutmaya çalışmayınız. Kendinizi emniyetli bir yere alınız. İnsan sağlığı her şeyden ÖNEMLİDİR. Kalıbı, diğer kalıpların bulunduğu depoya emniyet tedbirlerini alarak götürünüz. 20