SICAK YOLLUK SİSTEMİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ KALIPÇILIK TEKNİĞİ DERS NOTU Doç.Dr. Akın Oğuz KAPTI Sıcak Yolluk Sistemi (SYS) 2 Plastik enjeksiyon kalıplarında eriyik plastik malzemeyi sıcaklık ve basınç kaybı olmadan hasarsız ve kontrollü bir şekilde kalıp gözüne enjekte etme sistemidir. Alan, zaman, enerji ve işçilikten tasarruf ettirip kaliteli ürün üretimine olanak sağlar. Nozül (Nozzle/meme), dağıtıcı (manifold), ısıtıcı (rezistans), sıcaklık ölçer (thermocouple) ve kontrol sisteminden (control unit) oluşur. 1
Sıcak Yolluk Sistemi (SYS) 3 Sıcak Yolluk Sistemi (SYS) 4 2
Sıcak Yolluk Sistemi Elemanları 5 1. Çekirdek lokma taşıyıcı plakası 2. Ara plakası 3. Destek bloğu 4. Bağlama plakası 5. Yalıtım tabakası 6. Merkezleme halkası 8. Dağıtıcı (manifold) 9. Isı reflektörü (reflektör plakası) 10. Destek halkası (rondela) Sıcak Yolluk Sistemi Elemanları 6 11. Destek halkası (rondela) 12. Kapama tapası 13. Merkezleme halkası 14. Yolluk burcu 15. Filtre tertibatı 16. Isıtıcı (rezistans) 17. Havşa başlı vida 18. Vidalı emniyet pimi 19. Vidalı tapa 20. Silindirik saplama 3
Sıcak Yolluk Sistemi Elemanları 7 21. Silindirik saplama 22. Isıtıcı (fişek rezistans) 23. Sıcaklık ölçer (Termokupl) 24. Elektrik Bağlantı kutusu 25. Sıcak yolluk memesi (nozül) 26. Metal O-Halkası 27. Kalıp gözü tertibatı 28. O-Halkası Sıcak Yolluk Sistemi Montajı 8 4
Sıcak Yolluk Sisteminin Avantajları 9 SYS, makine ocağının kalıp içindeki uzantısı gibidir. Plastik malzeme yolluk kanallarında eriyik olarak sürekli hazır durumdadır. Her baskıda kalıptan katı bir yolluk çıkmaz. Malzemeden tasarruf sağlanır. Yolluğun kalıptan atılması problemi ortadan kalkar. Yolluğun parçadan ayrılması problemi ortadan kalkar. Parçadaki yolluk izi daha düzgün olur. Çevrim süresi kısalır. Sıcak Yolluk Sisteminin Avantajları 10 SYS ile daha düşük enjeksiyon basınçlarında çalışılabilir. Dolayısıyla kalıp ve makine ömrü uzar. Gerekli makine özellikleri (enjeksiyon basıncı, kapama kuvveti, kalıp açılma miktarı, plastisite oranı) küçülür. İşçilikten tasarruf sağlanır. Enerjiden tasarruf sağlanır. Alandan tasarruf sağlanır. Soğutma sistemi ısı yükü azalır. 5
Sıcak Yolluk Sisteminin Avantajları 11 Daha yüksek ağırlıklar elde edilir. Yoğunluk artışı parçanın mekanik özelliklerini olumlu yönde etkiler. (Yapılan bir çalışmada şu oranlarda ağırlık artışı sağlanmıştır: PP %8,52; AYPE %5,60; ABS %4,75; PA %4,60; PS %3,96) Boyut kalitesine etki eden çekme davranışında ve şekil kalitesine etki eden çarpılma davranışında iyileşme sağlanmaktadır. Ütüleme basıncı daha uzun süre ve daha etkin uygulanır. Üretim kusurları bölgesel sıcaklık kontrolüyle daha kolay giderilir. Dağıtıcı (Manifold) 12 Sıcak yolluk dağıtıcısının (manifold) amacı, eriyik plastik malzemenin en az basınç ve sıcaklık kaybıyla nozüllere iletimini sağlamaktır. Dağıtıcılar I, H, Y, X tipi olarak kullanılır. 6
I, H, Y, X Tipi Dağıtıcılar 13 Manifoldlar 14 7
Nozül (Meme) Eriyik plastik sıcak yolluk sisteminin en önemli elemanı olan nozül içinden geçerek göze ulaşır. Düz ve iğne uçlu olarak iki tipi olan nozül, içten dışa doğru sırasıyla berilyum bakır, spiral rezistans ve dış kovandan oluşur. 15 Nozül Tipleri 16 8
Nozül Tipleri 17 Nozül (Meme) 18 SYS Nozüllerinin ısıtılması üç şekilde yapılmaktadır: 1) Dolaylı Isıtma: Nozül ısıtılmaz, gerekli ısı dağıtıcıdan temas yoluyla iletilir. 2) İçten Isıtma: Isıtma işlemi nozül içine monte edilen fişek rezistanslarla yapılır. 3) Dıştan Isıtma: Isıtma işlemi nozülün dış kısmına yerleştirilen spiral rezistanslarla yapılır. 9
Nozülden Beklenen Özellikler 19 Akışın sürekliliğini bozmamalıdır. Damlama/akmaya izin vermemelidir. İpliklenme yapmamalıdır. Akış izleri (jetting etkisi) oluşturmamalıdır. Nozül ucunda erken donma olmamalıdır. Parçada iç gerilmelere sebep olmamalıdır. Parça üzerinde minimum iz bırakmalıdır. Rezistanslar 20 Kelepçe Rezistans: Manifold girişini ısıtmada kullanılır. 10
Rezistanslar 21 Fişek Rezistans: Manifoldu ısıtmada kullanılır. Rezistanslar 22 Esnek Rezistans: Manifoldu ısıtmada kullanılır. Kare ve yuvarlak kesitlerde olabilir. Montajı kolay, sökülmesi zordur. 11
Rezistanslar 23 Spiral Rezistans: Nozülleri ısıtmada kullanılır. Sıcaklık Ölçerler (Thermocouple) 24 Sıcak yolluk nozüllerinde ve dağıtıcılarda sıcaklık ölçmek için kullanılır. Kontrol cihazıyla beraber çalışır. 12
Kontrol Sistemi 25 Sıcaklık kontrolünü sağlayan sistemdir. Sistemin hassasiyeti en az ±1 C olmalıdır. Sıcak Yolluk Sistemi Hesabı 26 m Manifold kütlesi (kg) c Çeliğin özgül ısısı (0,48 KJ/kg o K) T Sıcaklık farkı ( o K) Verim (~0,6) t P Manifold ısınma süresi (s) Isıtıcı Gücü (KW) P m. c. T t. 13
Sıcak Yolluk Sistemi Hesabı Sıcak yolluk memesinin tasarımındaki iki önemli parametre plastik cinsi ve parça kütlesidir. (Soğutma sisteminin konumu, enjeksiyon hızı ve giriş geometrisi de dikkate alınır.) 27 Sıcak Yolluklu Kalıp Örneği: Damlatıcı Kalıbı 28 14
İki Plakalı-Mekanik Maçalı Damlatıcı Kalıbı (64) 29 KAYNAKLAR 30 [1] Turaçlı, H.P., Enjeksiyon Kalıpları İmalatı, Pagev Yayınları, 2000. [2] Turaçlı, H.P., Enjeksiyoncunun El Kitabı, Pagev Yayınları, 1999. [3] Turaçlı, H.P., Enjeksiyon Hataları ve Çözümleri, Pagev Yayınları, 1999. [4] Akyüz, Ö.F., Plastikler ve Plastik Enjeksiyon Teknolojisine Giriş, Pagev Yayınları, 2001 [5] Şafak, D., Plastik Enjeksiyon Kalıp Tasarımlarının İncelenmesi ve Uygulamalı Tasarım Örneği, İTÜ-FBE, Yüksek Lisans Tezi, 2001. [6] Bucaklıgil, C., Plastik Kalıp Tasarım Esasları ve Uygulamalı Kalıp Tasarım Örneği, İTÜ-FBE, Yüksek Lisans Tezi, 1999. [7] Rees, H., Mold Engineering, Hanser, 1995. [8] Dubois, J.H., Pribble, W.I., Plastics Mold Engineering Handbook, 1987 [9] Uzun, İ., Erişkin, Y., Hacim Kalıpçılığı, MEB Yayınları, 1984. [10] Lee, N.C., Blow Molding Design Guide, Hanser, 1998. [11] Johannaber, F., Injection Molding Machines, Hanser, 1985. [12] Savaşçı, Ö.T., Uyanık, N., Akovalı, G., Ana Hatları İle Plastikler ve Plastik Teknolojisi, Pagev Yayınları, 2002. [13] http://www.umgabs.co.jp/en/index.htm [14] www.paralleldesign.com [15] www.megeb.gov.tr [16] Beşok Kalıp ve Plastik San. Tic. A.Ş., www.besokkalip.com 15