Plastik enjeksiyon kalıplarında soğutma sisteminin parça kalitesine etkilerinin deneysel olarak incelenmesi

Abstract

ÖZET Anahtar kelimeler : Plastik enjeksiyon kalıplan, Soğutma sistemi, Çekme oranı, Çarpılma. Her geçen gün plastiklerin kullanım alanları ve kullanım oranları hızla artmaktadır. Plastik üretim yöntemlerinin en önemlilerinden biri plastik enjeksiyon yöntemidir. Plastik enjeksiyon yönteminde üretilen parçaların kaliteli ve hatasız olması, kalıp tasarımında soğutma sisteminin uygun seçilmesiyle sağlanabilir. Eğer soğutma sistemi üretilen parçaya uygun tasarlanmazsa parçada; çekme, çarpılma çökme vb. hatalar görülebilir. Endüstride kullanılan enjeksiyon kalıplarının tasarımında daha çok tecrübeye dayalı olarak soğutma sistemleri seçilmektedir. Gerçekte soğutma sistemi tasarlanırken parçanın analizleri yapılmalı ve en uygun soğutma sistemi seçilmelidir. Yapılan bu çalışmada bir elektrikli süpürge parçasının kalıbı kullanıldı. Bu parçanın Moldflow yardımıyla analizleri yapıldı ve kalıpta var olan (klasik) soğutma sisteminden başka gerekli bölgeler kanal açılması için belirlendi. Deney aşamasında önce klasik soğutma sisteminde iki malzeme ile (PP ve YYPE) farklı çevrim sürelerinde (10s, 15s, 20s) ve farklı kalıp sıcaklıklarında (35°C ve 45°C) enjeksiyon işlemi gerçekleştirildi. Daha sonra önceden Moldflow programı yardımıyla belirlenen bölgelere soğutma kanalları açıldı ve aynı şartlarda enjeksiyon işlemi tamamlandı. Sonuçlar karşılaştırmalı olarak irdelendi Sonuçta; her iki soğutma sisteminde kalıp sıcaklığı ve çevrim süresinin artması ile çekme oranlan ve çarpılma miktarlarının azaldığı görüldü. Ayrıca modifiye soğutma sisteminde oluşan çekme oranları ve çarpılma miktarlarının, klasik soğutma sisteminde oluşan değerlere göre daha düşük olduğu saptandı. Modifiye soğutma sisteminde 20 saniye çevrim süresinde çekme değerlerinde PP malzemede 35°C kalıp sıcaklığında %0,241, 45°C kalıp sıcaklığında %0,265 ve YYPE malzemede 35°C kalıp sıcaklığında %0,149, 45°C kahp sıcaklığında %0,282'lik bir azalma olduğu anlaşıldı. Çarpılma değerlerinde ise modifiye soğutma sisteminde 20 saniye çevrim süresinde PP malzemede 35°C kahp sıcaklığında 0,31 mm, 45°C kahp sıcaklığında 0,30 mm ve YYPE malzemede 35°C kalıp sıcaklığında 0,75 mm, 45°C kahp sıcaklığında 1,343 mm azalma görüldü. XII

EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF THE EFFECTS OF THE COOLING SYSTEM ON THE QUALITY OF INJECTION MOULDED PLASTIC PARTS SUMMARY Keyword: Plastic injection moulds, Cooling system, Shrinkage rate, Warpage. Day by day, the rate of plastic usage were increasing. One of the most important plastic component production methods is plastic injection. The quality of the parts which are produced by plastic injection moulding can obtained by choosing appropriate cooling system in mould design. If the cooling system is not designed according to manufactured product, some error can seen in product like shrinkage, warpage, colapse etc. In the design of injection moulds which are used in industrial applications, cooling system is chosen by experience. But in reality, while cooling system is designed, part analysis must be done and the appropriate cooling system must be sellected. In this study, mould of vacuum cleaner part was used. Analysis of this part was done by Moldflow programme and the zones which will drilled apart from conventional cooling system were determined. In experiments, firstly the injection process was achieved for two metarials (PP and HDPE) with different cycle duration (10 s.,15 s. and 20 s.) and different mould temperature (35°C and 45°C) for conventional cooling system. Then, cooling channels were drilled which were determined by Moldflow programme before and the injection process was achieved under some conditions. The results were compared and discussed. Finally, with increasing mould temperature and cycle duration, shrinkage rate and warpage have been decreased for both cooling systems. Besides, less shrinkage rate and warpage have been obtained in modified cooling system according to conventional cooling system. In modified cooling system, shrinkage rate of PP metarial decreased 0,241% for 20 s. cycle duration and 35°C mould temperature for 45°C of mould temperature shrinkage decreased by 0,266%. In HDPE material, shrinkage rate is decreased 0,149% for 35°C and 0,282% for 45°C mould temperature. In modified cooling system, warpage values decreased by 0,31mm and 0,30 mm for 20 s. cycle duration, PP material and 35°C and 45°C mould temperature respectively. For HDPE material, warpage values decreased by 0,75 mm and 1,343 mm for mould temperatures of 35°C and 45°C respectively. XIII