Plastiklerin Şekillendirilme Yöntemleri Bölüm 2
Isıyla Şekillendirme (Thermoforming) Termoplastik levhaların şekillendirilmesi için kullanılan yöntem; yumuşama sıcaklığına ısıtılan plastik levhanın -vakum, - basınçlı hava ve - mekaniksel yöntemler ile şekillendirilmesine dayanır.
Kalıplamadan önce Kalıplamadan sonra Vakumla Kalıplama Yöntemi
Basınçlı kalıplama Yöntemi
Derin çekme ile şekillendirme Mekanik olarak gerdirme ile şekillendirme Mekanik kalıplama Mekaniksel Yöntemler
Isıyla Şekillendirme (Thermoforming) Mekanik kalıplama işleminde; levha ısıtılır.levha alt kalıba konur. Üst kalıp aşağı doğru bastırlır. Ürün hem üst kalıp hem de alt kalıbın şeklini alarak şekillenir.
Isıl İşlem (thermoforming) Makinesi
1. roll stock 5. trimming station 2. nip rollers 6. scrap wind 3. electric eye 7. part stacking 4. forming station Üretim akışı
Otomatik Isıl Şekillendirme Prosesi
1. feed hopper 2. extruder screw 3. extruder barrel 4. die 5. roller stack
1-thermoplastic sheet 2. reflector 3. tubular heater element 4. direct heat 5. reflected heat 6. actual heat distribution on the plastic sheet diğer ıstma yötemleri; taşıma ve temas yöntemiyle olmaktadır.
Isıl Şekillendirme Yöntemiyle Elde Edilen Ürünler
Isıl Şekillendirme Yöntemiyle Elde Edilen Ürünler
Otomotiv Sektöründe Elde Edilen Ürünler -motor üst koruyucusu oturma birimi parçaları -stepne koruyucusu -dirsek dayama parçaları -jant kapağı -ses yalıtım parçaları bölmeler
PP Bardak İmalatı PP hammaddelerine, ekstrüzyon makinesine gitmeden önce masterbatch adı verilen bir katkı maddesi ilave edilerek mat bir renk almaları sağlanabilir. Renkli levhalar elde etmek üzere, malzemelere renklendirici granüller ilave edilir. Standart PP nin akış indisi 3-4 cm3/dak. dır. Hammadde ekstrüderdeki helezonun dönmesi ve gövdenin ısıtılması ile erir ve homojenize olur. Ekstüderden çıkan plastiğin sıcaklığı yaklaşık 230ºC dir. Levha haline getirilen plastik malzeme, soğutma silindirleri vasıtası ile soğutulur. Bu soğutma silindirleri içinde 20ºC de su dolaşmaktadır. Ekstrüderin görünümü, levhaların sarılması ve soğutma silindirlerinden geçişi görülmektedir. Levhalar, son şekillerine ulaşmaları için termoforming makinesine yollanırlar. Levhaların kalınlıkları 0.2mm ile 2mm arasında değişmektedir. Kalıba girmeden önce levha yaklaşık 200ºC ye ısıtılarak vakum ile şekillendirilir.
Masterbatch Ekstrüderin
Plastik malzemenin levha olarak ekstrüderden çıkması Kalıptan çıkan plastik levhanın soğutucu haddelerden geçişi
Termoforming ünitesine gitmek üzere hazırlanmış levhalar Termoforming ünitesinden çıkan PP bardaklardan arta kalan firelerin granül haline dönüştürülmesi ile geri dönüşümün sağlanması
Termoforming makinesinde kullanılan kalıp örneği
PS KAP İMALATI Polistiren (PS) hammaddelerine, ekstrüzyon makinesine gitmeden önce masterbatch adı verilen bir katkı maddesi ilave edilerek mat bir renk almaları sağlanabilir. Renkli levhalar elde etmek üzere, malzemelere renklendirici granüller ilave edilir. Kap imalinde kullanılan yüksek darbe dayanımlı PS nin akış indisi 3-40 cm3/10 dak. civarındadır. Ayrıca PS e özel olarak ilave edilen kauçuk, bu malzemenin yumuşamasını sağlarken, özel katışıklar da sertlik ve sıcaklık dayanımı sağlar. Hammadde ekstrüderdeki helezonun dönmesi ve gövdenin ısıtılması ile erir ve homojenize olur. Ekstüderden çıkan plastiğin sıcaklığı yaklaşık 210ºC dir. Levha haline getirilen plastik malzeme, soğutma silindirleri vasıtası ile soğutulur. Bu soğutma silindirleri içinde 20ºC de su dolaşmaktadır. Levhalar, son şekillerine ulaşmaları için termoforming makinesine yollanırlar. Kalıba girmeden önce levha yaklaşık 200ºC ye ısıtılarak basınçlı hava ve vakum ile şekillendirilir. PS için basınçlı hava yöntemi uygulanır Uygulanan basınç yaklaşık 8 bar dır.
Termoforming makinesinde kullanılan alt ve üst kalıplar
PP BARDAK ve PS KAPLARA BASKI UYGULAMASI Şekillendirmeden gelen parçalar son olarak matbaa bölümüne yollanır. Buradaki matbaa makinelerinde mandren adı verilen ünitelere yerleştirilen parçalar klişe adı verilen boyama elemanları ile temas ettirilerek klişe üzerindeki gösüntünün plastik parça üzerine geçmesi sağlanır. Klişeler, dışardan plastik negatif film şeklinde satın alınır. Işığa duyarlı UV ışıklı printte klişeye istenen yazı ve şekil aktarılır. Ardından klişe banyo makinesine aktarılarak yazıları serleştirilir, kullanıma hazır hale gelir. Boyanın parçaya iyi temas etmesi için korona adı verilen bir sistem ile plastik parça yüzeyinde mikron mertebesinde delikler açılır. Son işlem olarak da UV kurutma uygulanır. Kuru ofset adı verilen bu işlem ile dakikada 380 plastik parçaya baskı yapılabilmektedir.
PP bardaklar için kullanılan mandrenler
PS yoğurt kapları için kullanılan mandrenler
Parçalara mandrende klişeler ile baskı uygulanması
UV ışıklı print
Şişirme İle Kalıplama (Blow Molding) Yöntemi Şişirme ile kalıplama yöntemi, şişe, bidon gibi içi boş ürünlerin üretiminde kullanılan yöntemdir. Bu yöntemi sınırlayan hususlar da vardır. Malzeme gerilerek şekillendirildiğinden kalıptaki keskin köşelerde incelme nedeniyle yırtılma olabilir. Aynı nedenle cidar kalınlığının çok hassas olarak kontrol edilmesi zordur. Şişirmeyle kalıplama yöntemi ile cidarda ani kalınlık değişiklikleri elde etmek mümkün değildir. Bununla birlikte, parçanın yüzeyi diğer işlemlerde elde edildiği kadar düzgün vs. pürüzsüz olmasa da, genellikle çok iyi yüzey kalitesi aranmayan parçalar bu işlemle şekillendirilir.
Ekstrüzyon ile Şişirme Yöntemi Ekstrüderden kalıba parison ismi verilen belirli uzunlukta kesilmiş boru şeklinde yarı mamul gönderilir. Parison, kalıba sıcak girer ve kalıp kapanır.kalıbın altından, üstünden yada yanından kalıp içine hava gönderilerek parisonun kalıp içinde şişerek kalıp cidarı ile temas ederek kalıbın şeklini alması sağlanır. Kalıp içindeki çekme gerilmeleri her yerde aynı olmadığından elde edilen ürünün et kalınlığı her yerde homojen değildir. Uygulanan basınç fazla olmadığından (0.7-0.8 MPa) ürün yüzeyleri parlak değildir. Yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE), polivinil klorür (PVC) ve polipropilen (PP) gibi termo plastikler kalıplanır. Yöntem ile 3-4 litrelik şişeler üretilebilir.
Ekstrüzyon İle Şişirme Yöntemi
Ekstrüzyon İle Şişirme Yöntemi
Ekstrüzyon İle Şişirme Yöntemi
Ekstrüzyon İle Şişirme Yöntemi Parison Extrusion
Enjeksiyon İle Şişirme Yöntemi Yöntemde parison, bir çelik çubuğun etrafında enjeksiyon kalıplama ile hazırlanır. Daha sonra kalıba konur, tekrar ısıtılır ve şişirilerek kalıbın seklini alması sağlanır. Bu yaklaşımda daha düzgün cidar kalınlığında ve daha temiz ürün elde edilebilir. Ancak soğutma ve tekrar ısıtma işlemleri prosesin daha karmaşık ve pahalı olmasına sebep olur.
Enjeksiyon İle Şişirme Yöntemi
Gerdirmeli Şişirme Kalıplama Yöntemle; yüksek mekanik özelliklere, homojen et kalınlığına sahip ve daha düşük nufuziyete sahip PET malzeme esaslı sahip pepsi kola ve koka kola şişeleri üretilebilir. Bu yöntem ilaç, alkolsüz içki, besin, deterjan, kozmetik, vb. gibi ürünlerin ambalaj 1anması amacıyla plastik şişe ve bidon yapımında kullanılmaktadır. Enj eksiyon veya ekstrüzyonla hazırlanan parison şişirilirken iki eksende gerilir ve böylece hem eksenel hem de radyal yönde yönlenme sağlanır. Yönlenme sayesinde ürün şeffaf, yüksek darbe mukavemetine ve düşük gaz geçirgenliğine sahip olur. Bu yöntemle PET, PP, PVC ve PAN gibi termo plastikler işlenir.
Gerdirmeli Şişirme Kalıplama CO 2 gazı geçirgenliğine göre plastik malzemeler; Plastik Relatif Geçirgenlik PET 1 PVC 2 HDPE 52 PP (yönlenmiş) 57 LDPE 114 kola şişeleri için en uygun plastik malzeme PET ve PVC dir.
Şişirme Yöntemi İle Elde Edilen Ürünler
Haddeleme (Kalenderleme veya Perdahlama) Haddeleme yönteminde; Toz veya granül haldeki plastik, uygun miktarda katkı maddeleri (yumuşatıcı,yağlayıcı,renk verici,stabilizatör v.s) ile karıştırılır ve yumuşak hale getirilir. Bu karışım 150-200 0 C ısınmış haddeler arasından geçirilir, film veya levha haline dönüştürülür. İstenilen kalınlığa gelince bir seri soğutma haddesi arasından geçirilir, sertleştirilir sonra kangala sarılır. Haddeleme hattını oluşturan haddeler: karıştırıcı-yumuşatıcı, istenilen kalınlığı gerçekleştiren yani kalibrasyonu yapan, soğutucu ve yönlendirici olabilirler. Karıştırıcı-yumuşatıcı hadde sistemi en az iki haddeden oluşur; soğutucu ve yönlendiriciler ise bir haddeden meydana gelebilir. Kalibrasyon haddelerinin arasındaki uzaklık, ürünün kalınlığına göre ayarlanır. Çift çalışan haddeler şekilde gösterildiği gibi yatay (a), eğik (b) veya dikey (c) şeklinde tertiplenebilir.
Haddeleme (Kalenderleme veya Perdahlama) Genellikle haddeleme termoplastik malzemelere ve özellikle ısıl dayanıklılığı düşük polimerlerin işlenmesinde uygulanır. Tipik bir örnek polivinilklorür (PVC)'dir. PVC esnek, yarı sert ve sert olmak üzere üç şekilde kullanılır. Esnek PVC ile yağmurluklar, banyo perdeleri, teyp bantları, yatak örtüleri, vb; yarı sert PVC ile masa örtüleri, yer döşemeleri; Sert PVC ile kredi kartları, tepsiler, işaret levhaları, vb. imal edilmektedir. Haddeleme ile şekillendirilen diğer plastiklere örnek olarak ABS polimerleri ve dolgulu polietilen verilebilir.
Haddeleme
Köpük Plastikler Köpük plastikler, içerisine dağılmış bireysel veya birbirine bağlı çok sayıda hücrelerle yoğunlukları azaltılmış plastiklerdir. Hemen hemen tüm hücreleri birbiri ile bağlantılı olan köpük plastikler açık hücreli ( üre formaldehit, poliüretan, polivinil klorür alçak basınç köpük malzemeler ) olarak ; hücrelerin çoğunluğu birbiri ile bağlantılı olmayan plastikler de kapalı köpük hücreli ( polivinil klorür yüksek basınçta polietilen, epoksi ve silikon plastik köpükler ) olarak adlandırılırlar. Karışık hücreli olanları ise hem açık hem de kapalı hücreleri bir arada bulundururlar (fenol formaldehit köpük plastikleri ). Köpük plastiklerin üretimleri dört farklı şekilde gerçekleştirilebilir. 1. Bir plastik biçimlendirme cihazında (enjeksiyon, ekstrüzyon gibi) eritilmiş plastiğe basınç altında ya da serbest olarak köpük yapıcı maddelerin karıştırılması ve cihaz çıkışında da basıncın kalkması ile malzemenin üretilmesidir. 2. Plastiğin üretimi sırasında oluşan gazların plastiğe köpüklü bir yapı kazandırmasıdır. Poliüretanın köpüklü tür üretiminde bu olay görülür. 3. Plastiğin bir kimyasal tepkime ile oluşumu sırasında ortama mekanik karıştırma ile gaz verilmesi sonucu plastik üretimidir. Fenol formaldehit köpük plastiği örnek olarak verilebilir. 4. Çözücülerde çözünebilen bazı plastiklerin bu solventlerle akıcılığı az hale getirilerek ısıtılması, ortamdan ayrılan gazların yapıyı köpüklü hale getirmesidir. Köpük plastikler ambalajlamada, ısı ve ses yalıtımlarında kullanılmaktadırlar. Çatıların ısı yalıtımında daha çok polistiren köpük, buzdolaplarında sert poliüretan ve polistiren köpükler, ses yalıtımında da yerine göre yumuşak veya sert köpük plastikler kullanılmaktadırlar. Elektrik yalıtımında da yüksek yoğunluklu yumuşak plastik köpükler kullanılır.
Köpükleme Yöntemleri Yöntem, hem termoplastiklere hem de termosetlere uygulanabilir. Köpük malzeme, büyük hacime ve düşük yoğunluğa sahiptir. Köpükler esnek ve rijit olmak üzere ikiye ayrılır. Esnek köpükler hafif ve yüksek rezilyansa sahiptir. Rijit köpükler çok iyi mukavemet/ağırlık oranına sahiptir.
Köpükleme Yöntemleri Termoplastiklerin köpüklenme işleminde; kalıp içine plastik karışım, gaz veya kolaylıkla gaz haline geçebilen sıvı köpükleyici madde ilave edilir. Kalıp ısıtılınca gaz genleşir ve malzeme yapısında boşluklar oluşturan köpüklü yapı oluşur. Hızlı soğutma uygulayarak plastik genleşmiş halinde katılaşır. Kullanılan plastik malzemeye ve genleşme derecesine bağlı olarak termo plastiklerden hem esnek hem de rijit köpük elde edilebilir.
Köpükleme Yöntemleri Termosetlere uygulanan köpükleme yöntemi; reçine, katalizör ve şişirme maddesi karıştırılır. Kalıbın ısıtılmasıyla şişirme için kullanılan kimyasal madde, kalıbın içinde oluşan kimyasal reaksiyon sonucu gaz haline geçerek sıvı karışım genleşerek köpük haline geçer. Aynı zamanda sıcaklığın etkisi ile plastik molekülleri arasında çapraz bağ oluşarak termoset malzeme katılaşır.
Termoset malzemenin köpük haline gelmesi
Köpükleme Yöntemi Gelişmiş teknolojilerde köpük üretimi, sürekli çalışan tesislerde gerçekleşir. Yöntemde; reçine ile köpük yapıcı malzeme ve katalizör ile birinci karıştırıcıda karıştırılır. Karışım hızla dönen ikinci karıştırıcıya gönderilir ve aynı anda hava verilir. Reçine hava karışımı kalıba gönderilir ve kalıp ısıtılarak köpük oluşumu sağlanır.
Yap-Boz Köpük Yapboz Polietilen Köpük yeniden kullanılabilir, esnek, yüksek verimliliğe sahip, düşük yoğunluklu polietilenden mamül yastıklama malzemesidir. Standart köpük ile aynı özelliklere sahip olup polietilen köpüğün bir yüzüne 3mm.lik yüksek yoğunluklu polietilen malzemenin lamine edilmesiyle imal edilir. Yap-Boz Köpük Özellikleri; Yastıklamada yüksek performansa sahiptir, Daha az malzeme kullanarak etkin koruma sağlar, Anti-statik malzeme seçeneği vardır, Nakliye giderlerinizin azalması ve depolama alanınızın küçülmesini sağlar, Esnek yapıya sahiptir, Yüksek darbe dayanımına sahiptir, Hafiftir, Suya dayanıklıdır, Estetik görünüme sahiptir, Yeniden kullanılabilir, Uygulama sahasının oldukça geniştir
Yap-Boz Köpük Ürünün Faydaları; Ø Yüksek performanslı yastıklama- ile alternatif pek çok paketleme malzemesine göre daha az köpük kullanarak aynı veya daha iyi koruma sağlanır. Ø Nakliye ve depolama giderlerinde düşüş- daha az köpüğün kullanılması paketlerin küçülmesinide beraberinde getirir. Bu da nakliye bedellerinin düşmesini ve depolama alanlarının küçülmesini sağlar. Ø Mükemmel esnek yapısı sayesinde ambalajda deformasyon olmaması- polietilen köpük esnek yapısı sayesinde üzerine gelen kuvvet kalktıktan sonra hemen ilk haline döner.bu da aynı malzemeyi yeniden kullanan firmalar için ideal bir yastıklama malzemesi olmasını sağlamaktadır. Ø Geliştirilmiş paket estetiği- düzgün ve etkileyici görünüme sahip olması ürünün ve paketin imajını arttırmaktadır.
Plastiklerin Talaşlı İşlenmeleri
Plastiklerin Talaşlı İşlenmeleri Talaş kaldırma çubuk, plaka gibi talaşsız şekil verilmiş yarı mamullere uygulanır. Prensip olarak metallere uygulanan talaş kaldırma yöntemleri plastiklere de uygulanır. Ancak plastiklerjn talaş kaldırmasında, onları metallerden ayıran aşağıdaki hususlara dikkat edilmesi gerekir: (a) Plastikler ısıyı kolay geçirmez fakat ısıdan kolay etkilenirler; (b) bazı plastikler abrazif kuvvetlendirici içerirler; (c) çoğunlukla yumuşak ve sünektirler. Sıcaklığın etkisi altında termoplastikler yumuşar, lastik gibi bir hal alır ve takımı çabuk körletir; bunun yanısıra termoplastikler yüksek sıcaklıkta yanar ve bozulur. Talaş kaldırma sırasında oluşan ısı, plastik malzemeden geçmediği için takım üzerinden geçmek zorundadır. Bu nedenle talaş kaldırmada iyi netice alınabilmesi takımın ısı iletmesine bağlıdır; bu da kesme ağzı çok keskin ve yüzeyleri parlatılmış takımlar istemektedir. Testere ile kesmede, disk şeklinde testerelerin yerine soğuması için daha çok zaman alan doğrusal testere tercih edilmektedir. Talaş kaldırma sırasında soğutucu madde olarak hava, su veya yağ kullanılabilir.
Plastiklerin Talaşlı İşlenmeleri Plastikten üretilen birçok parça kalıptan çıktığında basit bir çapak alma işleminden sonra kullanıma hazır olur. Ancak bazı hallerde hassas ölçülerin tutturulması, kalıplama ile verilemeyen formlar için talaş kaldırarak yapılan işlemler zorunlu hale gelir. Bu işlemler tornalama, frezeleme, delme, diş açma ve kesme olabilir. Plastiklerin metallere göre değişik özelliklere sahip olması onların talaşlı işlenmesinde bazı önlemlerin alınması zorunlu kılar. Başta ısısal özellikler olmak üzere ( ısı iletkenliği, genleşme katsayısı, yumuşama noktası gibi) bazı mekanik özellikler ( sertlik, esneklik modülü) plastiklerin talaşlı işlenmelerinde çok önemli etkenlerdir. Metallerin işlendiği takımlarla ve onların verileri ile işlendiklerinde çoğu kez plastikler eriyerek takıma sıvanır ve işleme istenen amaca ulaşılamaz. Bu nedenle plastiklerin talaşlı işlenmelerinde özel takımlar ve azaltılmış hızlar uygulanır. Bu takımlar ve hızlar plastik türlerine göre de değişir. Plastikler içinde termosetler, dolgulu olanlar ve fluorokarbon sınıfı (teflon gibi) sorunsuz işlenirler.
Plastiklerin Talaşlı İşlenmeleri Plastikler yumuşak olduğundan genellikle talaş kaldırmada yüksek kesme hızları kullanılabilir. Ancak malzemeyi kazımamak için takımın kesme açısı geniş açı şeklinde olmalıdır. Genellikle talaş kaldırma ile parça çok sıkı toleranslarla işlenmektedir. Ancak plastik malzemelerde çok sıkı toleranslar değersiz kalır. Bunun nedeni plastiklerin talaş kaldırması sırasında boyutların değişmesi ve ayrıca bazı plastiklerin nem emerek şişmesidir. Kuvvetlendirilmiş plastikleri işlemek için genellikle sert metal (karbür) takoz kullanılır.
Freze takımı
Plastik malzemenin talaşlı imalatı; Freze için veriler
Plastiklerin Tornalanması Tornalamada kullanılan kesme takımları sert metal veya hava çeliğinden yapılır. Bazı parçaların biçim ve malzemesinden kaynaklanan esnekliğin fazla oluşu torna tezgahına bağlanırken desteklenmeyi gerektirir. Soğutma gerektiğinde de bor yağı gibi suda çözünen akışkanlar kullanılarak amaca ulaşılır. Plastiklerin tornalanması için ifade edilenler burada da geçerlidir. Malzeme özelliklerinden kaynaklanan destekleme, soğutma, düşük hızlarda çalışma gibi hususlara önem verilmelidir. Torna takımı
Plastik malzemenin talaşlı imalatı;torna için veriler
Plastiklerin Delinmesi Delme takımlarının uç formları ve helis açıları ile uç bilemede verilen boşluk açısı önemli ölçüde fonksiyoneldir. Tablo da plastik türlerine göre takım açıları verilmektedir.
Plastik malzemenin talaşlı imalatı; Matkap için veriler Spiral matkap
Plastiklerin Kesilmesi Tornalama hızının yarısı alınarak plastikler testere ile kesilebilir. Testere
Plastik malzemenin talaşlı imalatı; Testere iç veriler
Plastiklere vida açma Çok küçük çaplı deliklere yağlamaya gerek kalmadan kılavuz takımı ile diş açılabilir. Daha büyük çaplı delikler için su veya bor yağı ile soğutma yapmak sureti ile çalışılır. Bazen de rijit plastik parçalar matkapla delindikten sonra delik çapından biraz büyük sac vidası ile tespit edilebilirler. Sac vidası ısıtılarak deliğe vidalanır.
PLASTİKLERİN BİRLEŞTİRİLMESİ Yarı mamul şeklindeki plastiklerin birbirine bağlanmasında metalsel malzemelerde olduğu gibi kaynak, yapıştırma ve mekanik birleştirme yöntemleri uygulanabilir. Ancak bu bağlantıların gerçekleştirilmesi için plastiklerin özellikleri dikkate alınmalıdır
Plastiklerin Kaynağı Bilindiği gibi kaynak ısının etkisi ile gerçekleştirilen bir bağlama yöntemidir. Isı, birleştirilecek yüzeyleri yumuşatır veya ergitir; işlemde bağlanacak malzemelerle aynı bileşime sahip ve elektrot denilen ilave malzeme kullanılır veya kullanılmaz. Kullanıldığı durumda elektrot, uygun bir şekilde açılmış kaynak ağzını doldurur ve kaynak meydana gelir. Elektrot kullanılmadığı zaman, yumuşatılmış yüzeyleri birbirine bastırarak kaynak gerçekleştirilir. Birinci yönteme eritme kaynağı, ikincisine ise basınç kaynağı denilir. Aynı yöntemler plastik malzemelere de uygulanır. Plastiklerden sadece termoplastikler kaynak edilebilir. Termosetlerin kaynağı mümkün değildir; bunun nedeni bu plastiklerin sıcaklıkla sertleşmesidir. Bu malzemelere bir defa şekil verildikten sonra, ısının etkisi altında yumuşamazlar, ancak yanabilir veya kömürleşebilirler. Plastik malzeme kaynağında göz önünde tutulması gereken önemli bir husus, talaş kaldırma yöntemlerinde de belirtildiği gibi, bu malzemelerin ısıyı iletmedikleri ancak ısıdan kolay etkilendikleridir. Dolayısıyla derin bir eritme elde etmek çok zordur; ayrıca elektrotun özü yumuşamadan yüzeyi kömürleşebilir veya yanabilir.
İki tip plastik kaynak çeşidi vardır. a)- Dıştan ısıtma isteyen kaynak grubu b)- Isıyı kendisi yaratan kaynak grubu DIŞTAN ISITMA İSTEYEN PLASTİK KAYNAKLAR 1. Sıcak Gaz Kaynağı 2. Sıcak Eleman Kaynağı 3. Lazer Kaynağı 4. İndüksiyon kaynağı 5. Yüksek frekans kaynağı 6. Elektrik direnç kaynağı ISIYI KENDİSİ YARATAN PLASTİK KAYNAKLARI 1. Sürtünme kaynağı 2. Ultrason kaynağı 3. Titreşim kaynağı
Sıcak Gaz Kaynağı Termoplastik parçalar yine kendi türlerinden olmak üzere 3 mm çapta çubuk kullanılmak sureti ile sıcak hava üfleyen bir hamlaç ile kaynak edilebilirler. Kaynatılacak parçaların birleşim yerlerine talaşlı işlem ile kaynak ağzı açılırsa kaynağın tutma gücü daha da artar. Hamlacın sıcaklık ayarı plastiğin yumuşama özelliğine göre yapılarak kaynak sırasında çubuk ile kaynak ağzı beraber ısıtılmak sureti ile kaynak işlemi tamamlanır. Kaynaktan sonra gerekli ise talaşlı işlem uygulanır.
Sıcak Gaz Kaynağı (a) Birleştirilecek yüzeyler bir ısıtıcı eleman ile ısıtılır ve yumuşak hale getirilir; (b) ısıtıcı eleman yüzeylerden çabuk olarak uzaklaştırılır; (e) parçalar bastırılır ve bu şekilde kaynak yeri soğuyuncaya (katılaşıncaya) kadar tutulur Gaz kaynağı sıcaklık parametreleri
Sıcak gaz kaynağı geniş bir sıcaklık aralığında yumuşayan PVC nin kaynağı için elverişlidir. Kaynak dikiş formları; Köşe birleştirme Kaynak dikiş formları;t birleştirme
Sıcak Gaz Kaynağı Bu yöntem büyük parçalar için çok elverişlidir. Birleştirme elemanı olarak elektrot kullanılır. Birleşecek parçaları ısıtmak için sıcak gaz kullanılır. Sıcak gaz olarak hava ve azot gazı kullanılır. Kullanılacak gaz ların kuru ve temiz olması gerekir. Elektrot ile kaynak edilecek parçanın yapısı aynı olmalıdır. Plastik kaynağı yapılacak parçalara önce parçanın konumuna göre V,T şeklinde ağız açılır. Kaynak edilecek parçalarla birlikte elektrot malzemesi sıcak gaz ile( 1200 1800 ) ısıtılır. Gaz sıcaklığı ise plastiğin cinsine göre 2000 3500 arasında olur.sert termoplastiklerde elektrot un bastırılması düz bir parça ile,yumuşak plastiklerde rulo ile yapılır.
Sıcak Eleman Kaynağı Bu yöntemde elektrot kullanılmaz. Kaynatılacak parçalar alın alına veya T oluşturacak şekilde tutulur. Elektrik resistansı ile çalışan bir sıcak eleman parçalar arasına getirilir. İyice yumuşayan plastik parçalar arasındaki sıcak eleman hızla aradan çekilir. Parçalar bastırılır. Yüzeyler birbiri ile birleştirilir. Parçalar soğuyuncaya kadar kalıpta tutulur. Parçalar soğuduktan sonra dışarı alınır.
Termoplastiklerin sıcak eleman kaynağı (kama şeklinde ısıtıcı)
Laser Kaynağı Termoplastiklerin çoğu transparan olduğundan bu şart kendiliğinden yerine gelir. Emme özelliği için plastiğe katkı maddesi ilavesi(karbon) gerekir. Önce dalga uzunluğu 800-110 nm olan lazer ışını gönderilir. Laser (3), transparan (1) parçadan geçer,ışık emici (2) parçanın yüzeyini ısıtır. Bu ısı, (1) no lu parçanın da ısınmasına sebep olur. Her iki parçanın yüzeyleri erir Parçalar soğur, katılaşır. Güçlü bir bağ oluşur. Plastik laser kaynaklarında Bindirme tipi kaynaklar iyi netice verirken alın kaynak tipleri iyi netice vermez. Çünkü plastiklerin ısı iletimleri düşüktür. Yanal ısı yayılması yeterli olmaz.
Titreşim Basınç Kaynağı Alın alına getirilen plastik parçalar titreşim ve basınç ile temas yüzeyinde oluşan ısı neticesinde yumuşatılır. Belirli bir süre sonra titreşim hareketi durdurularak basınç bir süre daha uygulanır. Ardından soğumaya bırakılarak kaynak işlemi tamamlanır.
Plastiklerin birbirleri ile laser kaynağı yapılıp yapılamayacağını gösteren tablo.
Laser kaynağı yapılmış plastik parça örnekleri
Yüksek Frekans Kaynağı Bu yöntem, parçaların temas yüzeylerinde yüksek frekans(20-60 MHz) oluşturan Elektromanyetik enerji kullanır. Kaynak edilecek plastiğin yalıtkanlığını esas alan bir yöntemdir. Kaynak edilecek plastikler iki elektrot plaka arasına konur. Yüksek frekans elektromanyetik alan doğurur. Plastikler yalıtkandır. Elektrik kayıpları meydana gelir. Plastiklerin molekülleri dipol moment özelliğine sahip olduklarından erime aşamasına kadar titreşirler ve ısı doğar. Parçalar doğan ısı ile yumuşarlar ve elektrotlarla bastırılır. Elektromanyetik alan kesilir. Kaynak soğur ve sonra katılaşma meydana gelir. Bu yöntemle dipol momentine sahip genellikle PVC ve PU plastikleri kaynak edilir. Başka plastikler ancak polar katkı malzemesi ilave edilerek bu yöntemle kaynak edilebilirler. Bu yöntemin en önemli avantajı hız dır.plastikler birkaç saniye içinde ısınırlar. Bu kaynak yöntemi özellikle tıp alanında ve tüketim mallarının paketlenmesinde kullanılan film lerin kaynağında çok kullanılır.
Termoplastiklerin yüksek frekans kaynağı
ELEKTRİK DİRENÇ KAYNAĞI Yöntemde; Plastik parçalar iki elektrot arasına konur. Elektrik akımı verilir. Bu yöntemde kaynak hızlı yapılır, kolayca otomatiğe çevrilebilinir, ekonomiktir. Elektrota ihtiyaç yoktur, çarpılma görülmez.
İnce Katman veya Film kaynağı Termoplastikten yapılmış olan ince katman veya filmler üst üste getirilerek plastiğin yumuşama derecesinden daha yüksek bir sıcaklıktaki iki dar çubuk veya disk arasında bastırılmak sureti ile kaynak edilebilirler. Sıcak, özel makas kullanılarak kesme ve kaynak bir arada kullanıldığı gibi bazen de ince film daha kalın bir plastiğe değişik mekanizmalar kullanılarak kaynatılabilirler.
Çözgen Dispersiyon Kaynağı Uygun bir çözücüde çözünebilir plastiğin %8-10 luk bir dispersiyonu ile yüzey temizlikleri yapılmış iki plastik parça yapıştırılabilir. Bu dispersiyondan etkilenebilir nitelikteki parçalara ince bir tabaka halinde sürüldükten sonra parçalar alın alına geçirilerek baskı altına alınır, veya vidalı ise vidalanır, sonra kurumaya bırakılarak işle tamamlanır. Plastik sanayinde indüksiyon ısıtma, radyo frekans veya yüksek frekans, partiküllü akışkanların kullanıldığı manyetik ve metal-plastik çifti için de kullanılan ultrasonik kaynak yöntemleri bu alanda geliştirilmiş modern yöntemlerdir. Elektromanyetik ve ultrasonik kaynak uygulamaları sınırlı olup belirli plastikler bu yolla kaynak edilebilmektedirler.
Plastiklerin elektromanyetik kaynağa yatkınlığı
Plastiklerin ultrasonik kaynağa yatkınlığı
Sürtünme Kaynağı Basınç kaynağının bir çeşidi olan sürtünme kaynağında birleştirme yüzeyleri arasında izafi hareketli bir sürtünme ve bunun bir sonucu olarak ısı meydana gelir. Isının etkisi altında yüzeyler yumuşar ve parçalar bastırılarak parçalar arası birleşme meydana gelir. İşlem çok çabuk (30 ila 40 saniye) gerçekleşir, ancak birleşme sonucu dikis yerinde çepeçevre bir çapak kalır. Sürtünme kaynağı oldukça sert olan PVC gibi plastikler için kullanılır.
Ultrason Kaynak Yüksek frekansın bir uygulama şekli olan ultrasonik kaynakta, parçanın birleştirilecek yüzeyleri bir ilave malzeme kullanılmadan ultrason etkisi ile ısınır ve uygulanan basınçla da kaynak yapılır. Termo plastiklerin yüksek frekans kaynağı oksit gibi yabancı tabakalardan temizlenmiş parçalar arası moleküler kohezyonun sağlanmasına bağlanır. ulltrasonik kaynak için dikiş formları
Plastik Çeşidine Göre Kaynak Yöntemi Seçimi Acrylic PMMA * Sarı yanar, alevin dibi açık-mavi, aromatik koku vardır, kendi kendine sönmez. --- Ultrasonik, sıcak hava kaynak yöntemi ile kaynaklanır. Acrylonitril Butadien Styrene --- ABS * İsli yanar,alev rengi portakal rengidir,lastik gibi kokar,kendi kendine sönmez. --- Sıcak eleman,sıcak hava,ultrasonik kaynak yöntemi ile kaynaklanır. Polyacetal --- POM * Açık mavi bir alevle yanar, --- Sıcak eleman,sıcak hava+azot gazlı,ultrasonik kaynak yöntemi ile kaynaklanır. Polyamide PA * Sarı yanar, alevin dibi mavi ve alev islidir, erir ve köpük yapar formik asit gibi koku vardır, kendi kendine sönmez. --- Sıcak eleman ve sürtünme kaynak yöntemi ile kaynaklanır.
Plastik Çeşidine Göre Kaynak Yöntemi Seçimi Polycarbonate --- PC * İsli alevle yanar,sarı alev ve kızarmış kül vardır,tatlı kokar,kısmen kendi kendine söner. --- Tüm kaynak metodları ile kaynaklanır. Polyetilen --- PE * Açık bir alevle yanar,altı mavi,üstü sarıdır,damlama yapar ve donyağı gibi kokar.kendi kendine sönmez. --- Sıcak eleman,sıcak hava,sürtünme kaynak yöntemi ile kaynaklanır. * Sıcak eleman kaynağı sıcaklığı PE : 800 : 2000-2200 Sıcak eleman kaynağı sıcaklığı PE : 1000-2000 (Hızlı değişim-aşırı zaman) Polypropylene --- PP * Açık alevle yanar,altı mavi üstü sarı renktedir,çok damla damlatır yağ veya mum gibi kokar, kendi kendine sönmez. --- Sıcak eleman,sıcak hava,sürtünme kaynak metotları ile kaynaklanır. Sıcak eleman sıcaklığı : 210 0 ± 10 0 Polystyrene --- PS * Portakal rengi isli bir alevle yanar,kendi kendine sönmez. --- Sıcak eleman,sıcak hava,ultrasonik kaynak yöntemi ile kaynaklanır.
Plastik Çeşidine Göre Kaynak Yöntemi Seçimi Polysulfon --- PSU * Kendi kendine sönmez. --- Sıcak eleman,sıcak hava,sürtünme,ultrasonik kaynak metodları ile kaynaklanır. Polyvinylcloride --- PVC * Kenarlarında yeşili olan sarı renkli isli bir alevle yanar,beyaz bir duman ve hidroklorik asit kokusu gibi kokar.kendi kendine sönmez. --- Tüm kaynak yöntemi ile kaynaklanır. Polyvinylidenchlorid ---PVDF * Kendi kendine sönmez, 380 0 nin üzerinde ısıtılırsa,zehirleyici duman salar. --- Sıcak eleman,sıcak hava,sürtünme,ultrasonik kaynak metodları ile kaynaklanır. Sıcak eleman sıcaklığı : 210 0 ± 8 0
Plastiklerin Yapıştırılmaları Çözünen plastikler olan termo plastikler %8-10 oranındaki kendi dispersiyonu ile yapıştırılırlar. Yapıştırma işlemi için yüzey temizliği şarttır. Yapıştırılacak plastik parçalarının iki yüzüne de ince bir tabaka dispersiyon sürülerek sıkıştırılır ve kurumaya terk edilirler. Genellikle yüksek polimerler olan çözünmeyen plastikler ise bir ön yüzey işlemine tabi tutulurlar.
Plastiklerin Yapıştırılmaları Yapıştırmada birleştirilecek yüzeylerin arasına çok ince (0.1... 0.3mm) bir tabaka şeklinde yapıştırıcı malzeme sürüldükten sonra belirli bir süre basınçsız veya basınç altında tutularak, bağlantı meydana getirilir. Genellikle yapıştırıcı malzeme, kimyasal reaksiyon sonucu katılaşarak bağlantıyı gerçekleştirir. BağIama mukavemeti yapıştırıcı parçaların yüzeyleri arasında meydana gelen adhezyon olayına dayanır. Yapıştırma işlemi oda sıcaklığında veya bunun üstünde (200 C a kadar) yapıldığından ısı faktörü önemli değildir. Bu yapıştırma yolu ile bağlanan çok ince parçalarda sebep olduğu şekil değiştirmeler veya çarpılmalar meydana gelmez; ancak bağlantının ısıya karşı mukavemeti lehim bağlantısına nazaran daha azdır. Bu nedenle yapıştırma bağlantılarının kullanıldıkları yerde işletme sıcaklığı mak simum 100 C olabilir.
Plastiklerin Yapıştırılmaları Hassas cihaz tekniğinde, elektronik ve optik sanayi kollarında çok uygulanan bu yöntem son zamanlarda makine konstrüksjyonlarında da tatbik edilmeye başlanmıştır. Yapıştırma malzemesi olarak dünyada çeşitli tipte yapıştrıcı kullanılmakta olup çeşitli, isimler (Araldit,Reduz) ve semboller (404) altında tanımlanmaktadır. Yapıştırıcıların malzemesi fenol, epoksi, poliester ve akrilik reçinelerj gibi suni reçinelerdjr. Toz, pasta veya sıvı halinde olabilen yapıştırıcı].ar genellikle birisi esas yapıştırıcı, diğeri katılaştırıcı (katalizatör) olmak üzere iki bileşenden meydana gelir.
Plastiklerin Yapıştırılmaları Yapıştırıcılar üç gruba ayrılabilir: (a) Oda sıcaklığında katılaşan soğuk yapıstırıcılar; (b)oda sıcaklığında ve basıncın etkisi altında katılaşan yapıştırıcılar (c) 80 200 Cde katılaşan ve basınç gerektiren veya gerektirmeyen sıcak yapıştırıcılar. Plastik malzemelerin yapıştırılması için ilk iki gruba giren yapıştırıcılar kullanılır. Bunlar genellikle iki bileşenden oluşan yapıştırıcılardır. Teknoloji bakımından yapıştırma işlemi aşağıda gösterilen ana kademelerden oluşur. a.on hazırlık. Yapıştırılacak yüzeyler işlenjr ve temizlenir. Yüzeyin pürüzlü].üğü ve temizliği, bağlantı mukavemetjni önemli şekilde etkilemektedir. b.yapıştırıcının hazırlanması. İki bileşenlj, yapıştırıcılarda yapıştırıcı ve katılaştırıcı bileşenler yapıştırma işleminden önce birbirine karıştırılır, Bu şekilde hazırlanan yapıştırıcılar bir süre bekletilir veya derhal yüzeylerin üzerine sürülür
Plastiklerin Yapıştırılmaları Bağlantının mukavemetini arttırmak için şekilde gösterildiği gibi yapıstırına yüzeyleri büyütülür Plastiklerin yapıştırılması
Yapıştırmalı köşe birleştirmeleri Yapıştırmada konstrüksiyon şekilleri