hacım kalıp tasarımı

Transkript

hacım kalıp tasarımı
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
BÖLÜM–1:
GİRİŞ:
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 1 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 2 -
1. GİRİŞ:
“Plastik” terimi plastik malzemelerden yapılan eşyalar kadar çok kullanılan bir
terimdir. Ortalama bir günümüzü, plastikten yapılmış bir eşyaya rastlamadan
geçirebileceğimizi söylemek güçtür. Yazı yazdığımız kalemler, bindiğimiz
otomobillerin direksiyon simitleri, üzerinde yürüdüğümüz halı veya döşemeler,
giydiğimiz elbise veya gömlekler ve ayağımıza geçirdiğimiz çoraplar çeşitli plastik
malzemelerin birinden yapılmıştır. Plastik endüstrisinin diğer endüstriler üzerinde
hayati bir rolü vardır. Haberleşme sahasında kullanılan radyolar, telefonlar, televizyon
ve filmler, otomotiv endüstrisinde üretilen birçok parçalar ve emniyet camları hep
plastik malzemeden yapılmıştır. Plastikler, modern endüstriyel toplum hayatında çok
önemli bir malzeme haline gelmiştir.
Plastik malzemeler, çok çeşitli biçimlerde ve belirli amaçlar için çeşitli
özelliklerde piyasaya sürülürler. Bazı plastikler boya, vernik, yapıştırıcı veya tutkal
olarak kullanılırlar. Diğerleri ise tüketici tarafından kullanılmak üzere sıvı, levha,
çubuk, boru, film, iplik, elyaf ve toz halinde bulunurlar.
Plastikler, iyi bilinen ve pahalı malzemeler yerine kullanılmak üzere düşünülen
sentetik olarak yapılmış ucuz malzemelerdir. Plastik eşyalar sadece metal ve diğer
malzemelerle yer değiştirmekle kalmamış, ayrıca kaliteleri de iyileştirmek suretiyle
bunların, belirli amaçlar için kullanılan diğer malzemelerden daha iyi sonuç vermeleri
sağlanmıştır.
Plastikler yıllarca sadece plastik olarak kendi halinde kullanılmış, fakat diğer
malzemelerin yerine kullanılmak üzere düşünülmemişlerdir. Plastiklerin sadece çok
kullanışlı, uygulanabilir ve pratik bir malzeme olduğu değil, aynı zamanda yerini
başka hiçbir malzemenin alamayacağı bir madde olduğu tespit edilmiştir. Buna örnek
olarak sinema endüstrisinde kullanılan filmi gösterebiliriz.
1.1-) Teknik deyimle bir plastik malzeme aşağıdaki özelliklere sahiptir:
Plastik sentetik bir malzemedir. Bu maddeyi genellikle insan doğada bulmaz,
laboratuarda elde eder. Doğada ham maddesi vardır, fakat insan bazı doğal
maddeleri sentez yapmak suretiyle plastiği meydana getirir.
Genellikle plastikler organik bileşimlerdir. Organik bileşimler karbon ihtiva ederler. Bu
bileşimlerin bünyesinde karbon atomları birbirine bağlıdır.
Plastik malzeme bitmiş bir ürün haline gelmeden önce akıcı yahut şekillenme ve
kalıplama yeteneğine sahip olmalıdır.
Plastik malzeme polimer halinde bileşik bir maddedir. Polimer, molekül ağırlığı
yüksek iki organik bileşiğin normal moleküllerinin sıcaklık veya basınç ve yahut her
ikisinin etkisi altında geniş ve değişik bir molekül özelliği göstermesidir.
Plastik malzemeler iki gruba ayrılırlar: Termosetler ve Termoplastikler.
Termosetler: Termoset malzemeler sıcaklık ve basınç uygulamak suretiyle
kullanılırlar. Malzeme kalıplandıktan sonra tekrar eski haline getirilemez. Kimyasal
reaksiyon malzemenin kalıplanmaması esnasında veya diğer işlemlerde, sertleşir ve
bu sertleşme artık sabitleşmiştir. Çünkü kimyasal değişim malzemeye başka bir
özellik kazandırır ve eski halinden tamamen farklıdır. Kimyasal değişime örnek
olarak, yediğimiz gıdaların hazım sistemindeki değişmesini ve şekerin yanmasını
gösterebiliriz. Termoset plastikler kimyasal değişime uğradığı zaman bir daha
kalıplama amaçlarında kullanılamazlar. Tıpkı çimentonun donduktan sora eski haline
dönüşemediği gibi.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 3 -
Termoplastikler: Termoplastikler ısıtıldığı zaman kalıplanabilme ve
soğutulduğu zaman da katılaşabilme yeteneğine sahiptirler. Termoset malzemelerde
olduğu gibi kalıplama sırasında kimyasal bir değişikliğe uğramazlar. Kimyasal yapısı
değişmez sadece fiziksel değişikliğe uğrarlar. Bu sebeple malzeme, toz haline
getirilmek için tekrar öğütülebilir, ısıtılabilir ve kalıplanabilir. Termoplastiklerin bu
özelliği balmumunun tekrar tekrar eritilip dondurulmasına benzer.
1.2-) PLASTİK MALZEMEDEN ÜRÜN ELDE ETME:
Plastik malzemeden ürün elde etmek birkaç yöntemle yapılabilir. Bunlar
haddeleme, fışkırtma, şişirme, vakum ve kalıplamadır.
Kalıplama da kendi içinde 3’e ayrılmaktadır. Bunlar Sıkıştırmalı Kalıplama, İletmeli
Kalıplama ve Enjeksiyonla kalıplama. Biz bu projede Enjeksiyon kalıplama yöntemini
inceleyeceğiz. Öncelikle kalıplama yöntemlerinin üçünü de kısaca açıklayalım.
1.2.1-) Sıkıştırmalı Kalıplama: Bu kalıplamanın temel kuralı, plastik malzemeyi
sıcaklık ve basınç altında akıcı hale getirerek kalıbın içinde zorlamak suretiyle arzu
edilen şekli elde etmektir. Termoset plastik malzemeler sıkıştırma ile kalıplamada
kullanılırlar ve kalıplama işlemi sırasında kimyasal bir değişime uğrarlar. Bu kimyasal
değişim sıcaklık ve basınç uygulamak suretiyle meydana gelir. Termoset malzemeler
sertleştikten yahut pişirildikten sonra erimezler ve şekil değiştirmezler.
İşlem: Sıkıştırma kalıpları çelikten yapılırlar. Kalıpların kalıplama kısımları
sertleştirilmiş ve iyi parlatılmıştır. İki yarım kalıp hidrolik pres tablaları arasına
bağlanır. Malzeme toz halinde veya ön biçimlendirilmiş halde sıcak durumda olan dişi
kalıp içine konur. İki yarım kalıp pres aracılığıyla kapatılır. Kalıbın dalıcı denilen erkek
kısmı yardımıyla malzeme kalıbın içine gelir. Malzeme kalıp biçimini alması için
“sıkıştırma işlemine” tabi tutulduğu zaman, sıcaklık ve basınç da kimyasal değişime
sebep olur. Böylece malzeme istenilen parça biçimini alır ve aynı zamanda pişirilmiş
olur.
Şekil 1.1 Sıkıştırmalı Kalıplamada Pozitif Kalıbın Açık Durumu
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 4 -
Şekil 1.2 Sıkıştırmalı Kalıplamada Pozitif Kalıbın Kapalı Durumu
1.2.2-) İletmeli kalıplama: Termoset malzemelerin kalıplanmasının bir başka
metodu da iletmeli kalıplamadır. Malzeme sıkıştırmalı kalıplamada olduğu gibi kalıp
çukuruna konmaz, fakat yükleme odasında ısıtılır ve kapalı kalıp içinde akıcı hale
gelerek dalıcının yahut hidrolik silindirin basıncı ile kalıp içine girer. Akıcı malzeme,
dişi kalıp çukuruna veya çukurlarına yolluk veya yolluklar, dağıtıcılar ve girişlerle
dağılır. Basınç malzeme pişinceye kadar sabit kalır. Termoset malzemelerin iletmeli
olarak kalıplanmasının bazı üstünlükleri vardır. İletmeli kalıplama devresi, sıkıştırmalı
kalıplamaya nazaran daha kısadır. Çok yakın toleransta kalıplama yapılır ve ince
cidarlı parçalar kalıplanabilir, maça pimleri çok az zorlanır ve malzeme kalıbın içine
yerleştirilen etrafını ve girintilerini iyi sarar.
İşlem: Malzeme sıcak kalıp tarafından ısıtılır ve yükleme odası dalıcısının
basıncı da buna eklenince akıcı hale gelir. Dalıcı aşağıya indikçe, akıcı haldeki
malzeme yolluk, dağıtıcı ve giriş kısımlarının yardımıyla parçaya biçim verecek olan
kalıbın içine basılır. Bu durum Şekil 1.4 de gösterilmektedir. Malzeme pişinceye
kadar, basınç altıda tutulur. Yükleme odasını dip kısmında fazla malzeme artığı kalır
ve bu artığı yukarı çekebilmek için dalıcının ucuna kırlangıçkuyruğu kanal açılmıştır.
Parça piştikten sonra kalıp Şekil 1.5’de görüldüğü gibi dalıcı yukarıya çekilmek
suretiyle açılır ve bu sırada yolluk çapının en dar yerinden kırılır. Dalıcının artık
çekme kanalı, yükleme odasındaki artığı ve yolluk burcundaki yolluk malzemesini
dışarı çeker. Pres açılma hareketine devam eder. Dalıcı tablası durduğu zaman
aşağı hareket başlar. Kalıbın diğer kısmı ayırma çizgisinden itibaren hareketine
devam eder.
Kalıbın yapılış şekline göre kalıplanan parça dişi kalıp kısmında kalır. Presin
hareketi devam edince itici pimler parçayı dışarı iter.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 5 -
Şekil 1.3 İletmeli Kalıplamada İletilmeye Hazır Malzemenin Açık Kalıptaki Durumu
Şekil 1.4 İletmeli Kalıplamada Malzemenin Kalıp Boşluğuna İletilmiş Durumu
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 6 -
Şekil 1.5 İletmeli Kalıbın Dalıcısının Dışarı Çekilmiş Durumu
1.2.3-) Enjeksiyonla kalıplama: Enjeksiyonla kalıplama işleminde termoplastik
malzemeler kullanılır. Termoplastikler yapı bakımından sıcaklık karşısında
yumuşayıp akıcı hale gelirler ve soğutulduğu zamanda sertleşmek suretiyle sadece
fiziksel bir değişim gösterirler. Bu sebepten termoplastiklerin biçimlendirilmesinde
enjeksiyonla kalıplama tercih edilir.
İşlem: Enjeksiyonla kalıplama işlemi, malzemenin ısıtılarak akıcı hale
getirilmesi ve kapalı soğuk kalıba itilmesi, kalıp içinde soğumak suretiyle sertleşerek
istenilen biçimi alması prensibine dayanır.
Şekil 1.6 Enjeksiyonla Kalıplama Kapalı Durum
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 7 -
Şekil 1.7 Enjeksiyonla Kalıplamadan Sonra Kalıbın Açılmış Durumu
Şekil 1.6 ve 1.7 enjeksiyonla kalıplamanın prensibini göstermektedir. Şekil 1.6
basit bir enjeksiyon kalıbının bir “atış” yapıldıktan sonraki durumunu kapalı olarak
göstermektedir. “Atış” terimi, parça giriş dağıtıcı ve yolluklar da dâhil olmak üzere bir
devrede kalıp içine gönderilen malzeme miktarı için kullanılır. Malzeme, toz veya
küçük parçacıklar halinde depoya konur. Depo, elektrikle ısınan bir silindirin
üzerindedir. Malzemenin her tarafına sıcaklık verilebilmesi için, silindir içinde
malzemeyi cidarlara doğru sevk eden bir yayıcı (torpido) bulunur. Silindir içindeki
ısınan malzeme yumuşar ve koyu bir şurup haline gelir. Dalıcı bu malzemeyi,
memeden yolluğa oradan da kapalı durumdaki kalıbın sütün boşluklarına iter.
Malzeme belirli bir soğukluktaki kalıp içinde soğur ve sertleşir.
Enjeksiyon dalıcısı geri çekilir, kalıp ayırma çizgisinden açılır ve parça kalıptan
çıkarılır. Kalıp açık iken, yolluk çıkarma pimi yolluğu burcundan dışarı çeker. Yolluk
meme ucunun küçük deliğindeki erimiş malzemeden Şekil 1.7 de görüldüğü gibi
koparak ayrılır. İş parçaları, dağıtıcılar, girişler ve yolluk bir ünite olarak kalıptan
dışarı atılır. İş parçaları yolluk ve dağıtıcılardan dar giriş kısımlarından koparılarak
çıkarılır. Kalıp açık durumda ve enjeksiyon dalıcısı geri çekilmiş iken, malzeme ısıtma
silindirine gönderilir. Sonra kalıp kapanır ve devre tekrarlanır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
BÖLÜM–2:
PLASTİK ENJEKSİYON:
Sayfa No: - 8 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 9 -
2. PLASTİK ENJEKSİYON:
Plastik enjeksiyon işlemi plastik eşya yapımında kullanılan kullanımı her geçen
gün diğerlerine göre artan en önemli metotlardandır. Hammaddenin tek bir işlemde
istenilen şekilde kalabilmesini sağlaması ve birçok durumda imal edilen ürün için son
işlem gerektirmemesi, bu metodu seri mal üretimi oldukça uygun bir hale
getirmektedir
Plastik enjeksiyonda işlemenin önemli avantajlarından biri, bu metotla,
otomize edilmiş üretim hatlarının bir tek basamağında bile çok kompleks yapılara
sahip ürün edilebilmesidir. Oyuncaklar, yazı yazdığınız kalemler, otomobil parçaları,
her çeşit ev eşyası, çeşitli elektronik parçaları gibi günlük hayatta rastladığımız
plastik ürünlerinin bir çoğu plastik enjeksiyon işlemi ile üretilir.
2.1-) Plastik Enjeksiyon Kalıpları: Plastik parçaların en önemli özelliklerinden
biri kolayca biçimlendirilmesidir. Böyle bir işlemin elemanlarından biride kalıp olarak
adlandırılan ve çak sayıda metal blokların sistemli olarak adlandırılan ve çok sayıda
metal blokların sistemli olarak bir araya getirilmesiyle oluşan bir donamın olmaktadır
[Şekil 2.1]. Kalıp, içerisine açılmış boşluğa eğritilmiş plastiğin dolması ve boşluğun
şeklini almasını yarayan birden fazla parçadan oluşmuş bir settir. Kalıplar, biri dişi biri
erkek olmak üzere en az iki parçadan oluşmuştur.
Şekil 2.1 İki ana plakadan oluşan kalıp
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
HACİM KALIP TASARIMI
Makine Tasarımı Dersi
Sayfa No: - 10 -
Enjeksiyonla kalıplama işlemi sırasıyla, toz veya küçük taneler halindeki
plastikler, huni yardımıyla, silindir içerisine gönderilir. Silindirin içinde ısıtılan plastik
madde, hidrolik pistonla veya helezon vidalı mil yardımıyla silindirin sonuna doğru
taşınır. Yayıcı aracılığıyla hız kazanan erimiş plastik, enjeksiyon memesinden hızla
geçerek, kalıp boşluğunu doldurur. Kalıp iç boşluğun şeklini alan plastik, soğutularak
katılaşır ve kalıp açılarak plastik parça çıkartılır.
Plastik enjeksiyon kalıpçılığında ucuz, kaliteli ve tam ölçüsünde elde
edebilmek için sadece iyi bir kalıp yapmak yeterli değildir. Aynı zamanda enjeksiyon
parametrelerin de iyi ayarlanması gerekmektedir. Bu nedenle, plastik enjeksiyon
kalıpçılığında kalite, verim sağlanması için enjeksiyon makinesinin ve enjeksiyon
kalıpların bilinmesi gerekmektedir.
Enjeksiyon Yoluyla Kalıplanan Plastikler
1.GRUP- Genel maksat
Akrilik
Selüloz asetat
Polipropilen
Etil selüloz
Polietilen
Polistiren
2.GRUP- Naylon ve diğer akışkan plastikler
3.GRUP- Vinil ve diğer korozif plastikler.
Sıkıştırma Yoluyla Kalıplanan Plastikler
4.GRUP- Genel maksat
Melamin formaldehit
Fenol formaldehit
Üra formaldehit
Alkid reçineleri
5.GRUP- Silikon reçinesi ve yüksek pişirme sıcaklığı gerektiren diğer
plastikler.
6.GRUP- Kauçuk.
7.GRUP- Epoksiler ve polyesterler
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
BÖLÜM–3:
ÜRÜN ve KALIP:
Sayfa No: - 11 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 12 -
3. ÜRÜN ve KALIP:
3.1-) Tanım: Kalıp boşluğu kalıbın iş parçası olup, enjeksiyon ünitesinden
gelen erimiş plastiği direkt yolluğa alıp istenen kalıp şeklinde soğutarak parça üretir.
Kalıp boşluğu dizaynında; kalıp boşluğunun mümkün olduğunca kolay doldurulması,
basılan parçanın mümkün olduğunca iç gerilimsiz olması gibi faktörler kalıp dizayn
edilirken göz önüne alınır. Kalıp tasarımcıları bu faktörleri göz önüne alıp kalıp
dizayn ederken bu konuyla ilgili sınırlayıcı faktörleri ve ürün tasarımcılarının
sınırlayıcı faktörlerini ve zorluklarını bunlarla ilgili tavsiyelerini vermelidir.
3.2-) Kalıpta Çekme: Bütün malzemeler soğuma esnasında çeker. Plastiğin
erime sıcaklığından kalıp sıcaklığına soğumasına kalıp çekmesi adı verilir. Plastikteki
çekmenin temel nedeni plastiğin sıcaklık nedenli genişleme miktarına bağlıdır. Bu
genleşme katsayısı ölçülür.
3.3-) Dahili Gerilim ve Eğilme: Kalın kesitli parça üretildiği zaman
sıcaklıklardaki ani değişim, farklı soğumalardan dolağı sıcaklık kaynaklı dahili gerilim
oluşur. Eğer bu oluşan iç gerilim, belirlenen gerilim düzeyinden fazla ise parçada
çarpılmalar oluşur. Bu iç gerilim üretim esnasında veya üretimden sonra parçanın
yavaş soğumasıyla istenen sınırlarda tutulup çarpılmalar önlenebilir. İç gerilme akma
yönünde oluşan molekül yönlenmesiyle, bu yönde oluşur.
3.4-) Parça Kalınlığı: Parça kalınlığında bazı faktörlerin hesaba katılması
gerekir. Parçada kalın kesitler soğuma etkinliğinden dolayı engellenmelidir. Erimiş
plastiğin ince kesitleri doldurmasında sıkıntı oluşacağından dolayı ince kesitlerde
engellenmelidir. Ekonomik faktörlerde parçanın kalınlığını belirleyen önemli unsurdur.
Parçanın kesit değişimi mümkünse olmamalıdır. Ancak parça farklı kesitlerden
oluşacaksa geçiş bölgeleri eğimli yapılmalıdır. Bu yapılmazsa bu bölgelerde plastik
akması ve farklı soğuma oranlarından dolayı gerilimler oluşacaktır. Parça doldurma
parçanın kalın tarafından ince tarafına doğru olmalıdır.
3.5-) Parça Eğimi ve Eğim Açısı: Parça dizayn edilirken kalıp ayrım çizgisine
dik olan bütün yüzeyler parçanın kalıptan atılabilmesi için eğimlendirilmelidir.
Kullanılan malzeme ve parça şekline bağlıdır. Normal eğim açısı 1,5  3 o ’dir, en az
0,5 o olmalıdır. Parça soğurken erkek kısım üzerine çeker. Baskının erkek kısım
üzerinde kalması için dahili ve harici yüzeyler için düzgün eğim açısı seçimi
gereklidir. Federler için eğim açısı 5 o olmalıdır. Parça köşeleri yuvarlatılarak erimiş
plastiğin mümkün olduğunca engelsiz uzaması sağlanmalıdır. Keskin köşeler
plastiğin akmasını engeller ve dahili gerilim oluşturur. Köşelerde oluşan gerilim
konsantrasyonu parçanın kullanın esnasında bozulmasına neden olur ve akmayla
oluşturulmuş gerilim eğilmeyi arttırır. Köşelerin iç kısmının radiüsünün duvar
kalınlığının en az 0,5’i kadar olması istenir.
3.6-) Ribs ( Kaburga) : Malzemeyi kuvvetlendirmek için parça duvarlarında
kullanılır. Kullanılması gerilim konsantrasyonu ve çekmeye sebep olabilir. Federin
1 1
parçaya en yakın olan kenarı parça kalınlığının  ’si arasında olmalıdır. Federin
3 2
tavsiye edilen yüksekliği parça kalınlığının 3  5 katı arasında olmalıdır. Köşeleri
bağlayıcı federde en az 0,2 mm radiüs olmalıdır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
BÖLÜM–4:
SICAKLIĞA AİT ÖZELLİKLER:
Sayfa No: - 13 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 14 -
4. SICAKLIĞA AİT ÖZELLİKLER:
4.1-) Tanım: Enjeksiyon makinası erimiş plastiği kalıbın içerisine sıcak halde
enjekte eder ve kalıbın içinde sertleşmesini sağlar. Erime sıcaklığı plastik
malzemenin cinsine göre 150 o C  400 o C arasında olabilir. Erimiş plastik erime
sıcaklığının biraz altında kalıba basılır. Kalıp içinde açılmış sıvı devir daim kanalları
vasıtasıyla soğutulur. Kullanılan soğutma sıvı genelde su olmakla birlikte yağ v.b.
sıvılarda kullanılmaktadır. Burada önemli olan düzgün bir soğuma için kalıptan ne
kadar ısının geri alınacağının hesaplanmasıdır.
4.2-) Isının Hesaplanması: Ocağın temel fonksiyonu plastik malzemenin en iyi
şartlarda eritilerek kalıp içine transferini sağlamaktır. Kullanılan kesin sıcaklıklar
polimerin bağlı bulunduğu kendi sınıfındaki derecesine; polimer tipine, içindeki katkı
maddesinin miktarına ve kalıp doldurma için gerekli özel şartlara bağlıdır.
4.3-) Soğutma: Erimiş plastik kalıp boşluğuna ulaştığında kalıptan ısı geri
alınmalıdır. Birçok durumda kalıbın sıcaklığı ortam sıcaklığı kadardır.
Bir baskı süresinde en uzun süre soğuma süresidir. Soğumayı homojen bir
şekilde sağlayıp bu süreyi ne kadar kısalta bilirsek üretim zamanını o derecede
düşürebiliriz. Soğuma süresinin uzun olması polimerlerin ısı iletkenliğinin düşük
olmasıdır. Bundan dolayı soğuma süresinin kısalması bakımından kesitlerin ince
yapılması önem taşımaktadır.
Katkılı polimer karışımı katkısız polimerlerden daha hızlı ısı alıp verir.
Termoplastiğin içerisine katılan katkı maddeleri sertliği, çekme mukavemetini ve
boyutsal dengeyi gerçekleştirmek için katılır. Polimerlerin özgül ısıları katkı
maddelerinden yüksektir. Karışım sonucunda erime sıcaklığı bir miktar artsa da ısı
ihtiyacı azalacağından ısının transferi daha kısa sürede yapılacak ve zaman
tasarrufu sağlanacaktır.
4.4-) Kalıp Soğutma: Baskıda, kalıba transfer edilen ısı kalıptan
uzaklaştırılmalıdır. Bu, kalıp içine yerleştirilmiş soğutma kanallarından soğutma
sıvısı-genellikle su-geçirmek suretiyle yapılır. Her bir enjeksiyonda geri alınması
gereken ısı biliniyorsa kalıbın o sıcaklıkta kalması için gerekli soğutucu sıvı miktarları
hesaplanabilir. Bunu yaparken soğutucu sıvının homojen soğutma yapabilmesi için
kalıp içinde dolaşma şekli ve müsaade edilebilir sıcaklık farklılıkları belirlenmelidir. Bu
da ortalama akışkan sıcaklığının  2 o C civarında alınır. Bu, sıvının kalıba ortalama
akışkan sıcaklığının 2 o C altında girmesi ve ayrılırken 2 o C üzerinde çıkması
anlamına gelir. Bunu kontrol etmek için “çiler” kullanılır. Bu cihaz suyun otomatik
olarak kontrolünü sağlayarak kalıpta dolaşan suyun istenilen  2 o C aralığında
olmasını sağlar.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
BÖLÜM–5:
SIVILARIN AKMASI:
Sayfa No: - 15 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 16 -
5. SIVILARIN AKMASI:
5.1-) Tanım: Akmanın kalıp dizaynında iki yönü vardır. Birincisi soğutma
sıvısın kalıp içerisinde dolaştırılarak kalıbın ısısını alması için dolaştırılması, ikincisi
erimiş polimerin yolluk sisteminden akarak kalıbı doldurması. Su gibi basit moleküllü
sıvıların akması kolaydır fakat erimiş polimerin, uzun ve iplik yumağı gibi karışık
moleküllerin akması ise zordur.
5.2-) Soğutma Sistemleri: Soğutma sıvısı bir pompa ile ısısının alındığı
soğutucu eşanjörden esnek borularla kalıp içerisine açılmış kanallara gönderilir, kalıp
içinde basıncı düşüp ısınarak diğer bir esnek boruyla dışarıya çıkarılır. Kalıbın her iki
yarısı bu esnek borularla ayrı ayrı bağlantılıdır. Soğutma kanalları kesiti genelde
daireseldir. Soğutucu sıvının akma oranı, aktığı kanalların boyutlarına bağlıdır
5.3-) Akma Direnci: Viskozite sıcaklık arttıkça azalır. Yüksek sıcaklıktaki düşük
viskoziteli sıvı daha düşük çaplı kanallar kullanmamıza ve aynı akma şartlarında
daha uzun kanal kullanmamıza imkân sağlar. Örneğin soğutma sıvısı olarak yağ
kullanırsak, yağ aynı sıcaklıktaki sudan daha akışkandır ve yağ genellikle sıcak
kalıplarda kullanılır.
5.4-) Erimiş Polimerler: Erimiş polimerler basit sıvı karakteristikleri göstermez.
Fakat kayma oranının artışı ile kayma gerilmesinin azalması gibi bir özellik
gösterirler. Basınç arttığında buna bağlı olarak akmada kolaylık elde ediliyor. Bu
olaya dinamik viskozitenin kayma oranı artışıyla azalması da denilebilir.
Bu davranış polimerin uzun zincir yapısından dolayı yüksek basınç ve hızlarda
moleküllerin çözülmesi ve birbirleri üzerinde kaymalarının kolaylaşması sebebiyle
ortaya çıkar.
5.5-) Kanal Kesiti: Yolluk kanallarında yuvarlak kanal kesiti dışında, kanal
kesitleri de kullanılmaktadır. Bunların kullanılması kalıbın tek bir yüzüne
işlenebilmeleri nedeniyledir. Erimiş plastik soğuk kalıp içindeki yolluklardan ilerlerken,
kalıp yüzeyine değen kısımları tabakalar halinde donar. Bu donan kısım sıcak
plastikle yolluk arasında kalarak bir izolasyon bölgesi oluşturur ve geriden gelen
erimiş plastiğin kalan kesitten ileriye doğru hareketini kolaylaştırır. Kullanılan kesit
alan daireselliğe yaklaştıkça kullanılabilir kesit alanın oranı artmaktadır. Bu da
yolluklarda dairesel kesit kullanmanın avantajını göstermektedir.
Şekil 5.1
5.6-) Kalıp Doldurma ve Diğer Faktörler: Teknik açıdan erimiş plastiğin
akışkanlığının sabit bir seviyede kalması için kalıp, plastiğin erime sıcaklığında
olmalıdır. Ticarette ise baskı mümkün olduğu kadar hızlı soğutulmalıdır. Sıcak ve
erimiş plastik soğuk kalıba enjekte edildiği zaman, soğuma hemen ve düzgün
olmayan bir şekilde başlar. Buna ilave olarak polimer viskozitesi polimer ilerledikçe
ve kalıbı doldurdukça artar. Kalıbı doldurmayı teknik ve ticari açıdan optimum olan bir
noktada gerçekleştiririz.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
BÖLÜM–6:
ENJEKSİYON MAKİNASI ve KALIP
DİZAYNINA ETKİLERİ:
Sayfa No: - 17 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 18 -
6. ENJEKSİYON MAKİNASI ve KALIP DİZAYNINA ETKİLERİ:
Kalıp dizayn edilmeden önce makina dizaynına uygunluğu hesaba katılmalıdır.
Kalıp dizaynının makinaya uygunluğunu seçerken ve işlemin tamamını anlamak için
aşağıdaki faktörleri göz önüne almalıyız;
o Enjeksiyon baskısı yapılacak parçanın kullanım yeri
o Kullanılacak polimerin yapısı
o Parça kalitesi ve üretim hacmi bakımından prosesten istenilenler
o Hammadde, enerji, kalıp maliyeti açısından ekonomik geçerliliği
Enjeksiyon baskı makinası üç ana bölüme ayrılır. Bunlar;
o Makine gövdesi
o Enjeksiyon ünitesi
o Kapatma ünitesi
Plastik enjeksiyon kalıplama yöntemi; toz veya tanecikli yapıdaki plastik ham
malzemesinin ısıtılmış bir enjeksiyon makinesi silindirinden eritilerek, genelde bir
sonsuz vidanın yardımıyla silindirin uçundaki lüleden bir basınç uygulanarak kapalı
kalıp boşluğunun biçimini alarak katılaşmaktadır.
Şekil 6.1 Vidalı enjeksiyon ünitesi
Enjeksiyon makinelerin plastikleştirme mekanizması, bir torpido kullanılan
pistonlu tipten, sonsuz vida tipine dönmüştür. Plastik endüstrisinde kullanılan
makinelerin yaklaşık %60’ını vidalı, %35’ini de dalıcı pistonlu enjeksiyon makineleri
kullanılmaktadır.
6.1-) Makine Gövdesi: Kilitleme ve enjeksiyon ünitesinin monte edildiği yerdir.
Ana fonksiyonu; boyutsal, dengeli, hassas ve kuvvetli olmasıdır. Enjeksiyon kalıp
işlemi bu üniteye yüksek gerilim yükler. Deformasyon olmadan bu gerilim emilmelidir.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 19 -
6.2-) Enjeksiyon Ünitesi: Plastik enjeksiyon makineleri piyasada iki tipte
kullanılmaktadır. Dalıcı piston enjeksiyon ve Helezon (vidalı) enjeksiyon makineleri
kullanılmaktadır.
Dalıcı pistonlu enjeksiyon makinesi: 450 gram kapasitelidir. Bu enjeksiyon
makineleri üzerinde bulunan huni içerisinde, talaş veya bocuk haldeki plastik madde
doludur. Beslenme kanalı yardımıyla plastik madde enjeksiyon silindirin arka
boşluğuna akar. Dalıcı piston, silindir içerisinde plastik maddeyi sıkıştırır. Akışkan
haldeki plastik madde, basınç ve sıcaklık altında kalıp boşluğuna enjekte edilir.
Ancak vidalı enjeksiyon makineleri oranla, dalıcı piston enjeksiyon makineleri
kalıplama hızı daha düşük ve basınç kaybı daha fazladır. Bu nedenle dalıcı piston
ucundaki enjeksiyon basıncı, enjekte memesi ucundaki basınçtan daha azdır. Vidalı
enjeksiyon makinelerinde ise, silindir içerisinde ve enjeksiyon memesi ucundaki
basınçlar aynıdır.
Şekil 6.2 Dalıcı pistonlu enjeksiyon makinesi
Helezon enjeksiyon makinesi: helezon plastik maddesini ısıtma bölgesine
almakta ve piston görevi görerek ermiş plastiği kalıba enjekte etmektedir. Bu
makinelerde helezon dönmekte ve huniden granüller (hammadde) içeri almaktadır.
Helezonun dönme hareketi ile ileri doğru sürülen granüller hem ısıtıcılardan aldığı ısı
hem de helezonun sürtünmeden dolayı oluşturduğu ısı ile ergimektedir. Ergiyerek
ileri doğru hareket eden plastik malzeme meme boşluğuna dolmaktadır. Ergimiş
malzeme meme boşluğuna dolmaktadır. Erimiş plastik meme boşluğuna yeterli
miktarda doluncaya kadar helezon geriye doğru hareket etmektedir. Helezonu geri
gelmesi esnasında helezon arkasında oluşan geri basıncı hidrolik piston belirli bir
değerde tutmaktadır. Bu sayede helezon geri dönme hızı azaltılarak meme
boşluğuna daha homojen bir karışım elde etmektedir. Granüllerin meme boşluğuna
yeterince dolmasından sonra helezon, hidrolik piston vasıtasıyla ileri doğru hareket
etmektedir. Helezonun ileri hareketi ile meme boşluğuna ergiyik, yüksek basınçla
kalıp boşluğuna enjekte edilmektedir.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 20 -
Şekil 6.3 Helezonlu enjeksiyon makinesi
6.3-) Sıkma ünitesi: Sıkma ünitesi; kalıbın kapanması, enjekte edilen
malzemenin ürün haline dönüşmesi (katılaşması) için kalıbın kapalı tutulması ve
kalıplama işleminden sonra ürünün çıkarılması işlemlerini yapmaktadır. Yatay bir
prese benzeyen mengene ünitesi, plastiğin çok yüksek basınçlarda enjekte edilmesi
sebebiyle kalıbı enjeksiyon ve tutma basınçları safhasında sıkıca kapatmakta ve
kalıbın enjeksiyon basıncına yenilerek açılıp ürünün çapak yapmasını önlemektedir.
Enjeksiyon piyasasında en çok iki tipte hidrolik sıkma sistemi kullanılmaktadır.
Bunlar; direkt hidrolik sıkma ve kelebek sıkma sistemleridir.
Direkt hidrolik sıkma sistemi; hidrolik kuvvet uygulaması ile yapılır. Bu piston
makinenin hareketli tarafındadır. Plakanın ileri hareketi ve uygulanan kuvvet sıkma
silindirindeki sıvıya uygulanan yük basıncıyla kontrol edilir. Plakanın hareket hızı
genellikle sıvının giriş boğazındaki giriş ve çıkış hızları oranları ile kontrol edilir.
Şekil 6.4 Direk hidrolik sıkma sistemi
Kelebek sıkma sistemi, hidrolik hareketlendirici silindir kelebek sistemi,
bağlantılarının ve hareketini kontrol eder. Bu şekilde hareketli plakanın açılıp
kapanmasını sağlar. Sıkma kuvveti mekanik olarak kelebek sisteminin açılmasıyla
sağlanır. Dizayndaki bağlantılar sebebiyle mekanik olarak avantaj sağlanır. Bu da
hidrolik olarak uygulanan kuvvetin 1/20’sinin katlanmasıyla olur. Sıkma gücü, sıkma
yüksekliğinin ayarıyla ayarlanabilir. Buda sıkma vidasındaki bağlantılarının ileri geri
çevirmesiyle sağlanır. Sıkma tonajı kolanlardaki uzamadan hesaplanır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 21 -
Şekil 6.5 Kelebek sıkma sistemi
6.4-) Plastik Enjeksiyon Kalıp Elemanları: Kalıp elemanları denildiği zaman
üzerinde bulunan parçalar akla gelmektedir. Bunlar yolluk burcu, yolluk çekme pimi,
kılavuz pim, itici pim, itici plaka, merkezleme bileziği, burç, dayama pimleri, paralel
bloklar, destek plakası, sütunlar ve benzeri elemanlar vardır. Plastik enjeksiyon kalıbı
Şekil 8’de görülmektedir.
kaliplanacak
parça
Merkezleme
bilezigi
Kilavuz
pim
Yolluk
burcu
Geri itici
pim
Üst tespit
plakasi
Burç
Itici
pim
Sabit çekirdek
baglama
Sabit çekirdek
Destek
plakasi
Hareketli
çekirdek
Yolluk
çekici pim
Paralel
blok
Hareketli çekirdek
baglama
Itici
plaka
Kilavuz pim
Burç
Itici
baglama
plakasi
Alt tespit
plakasi
Dayama
pimi
Şekil 6.6 Plastik enjeksiyon kalıbı
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 22 -
1. Yolluk burcu: Yolluk burcu, plastik giriş ağzı içbükey küresel yüzü enjekte
memesine uyum sağlanır. Ayrıca, yolluk burcunun plastik giriş ağzı kavis
yarıçapından biraz büyük yapılır ve burç ağzında sertleşen artık plastik maddenin
enjekte memesi oturma yüzeyine kalması önlenir.
2. Merkezleme bileziği: Sabit veya hareketli kalıp yarımları üzerinde yolluk burcu ile
enjekte memesinin aynı merkezde çalışmasını sağlar.
3. Üst tespit plakası: Kalıbın sabit kısmını enjeksiyon makinesinin sabit tablasına
bağlamada, kalıbın dayanımını artırmak ve kalıp elemanlarının kolay montajı
yapılması içinde kullanılır.
4. Sabit çekirdek bağlama plakası: Kalıbın enjeksiyon memesine gelen kısmında,
içine kılavuz pim konmakta ve aynı zamanda sabit çekirdeği, dişi kalıp bloklarını ve
yolluk burçlarını tutmaktadır.
5. Sabit çekirdek: Kalıp yarımın sabit olanına bağlanır. Plastik parçaların bir kısmı,
sabit çekirdek verir. Kaliteli çelikten (1.2080 çelik, yay çeliği gibi ) yapılır. Sertleştirilir,
(HRc – 62-64 arasında); gerekirse krom kaplanır.
6. Hareketli çekirdek: Bu da sabit çekirdek gibi, parçanın bir kısmını veren çekirdektir.
Buna erkek kalıpta denir. Kalıbın hareketli olan yanına bağlanır. Sabit çekirdekte
kullanılan şartlarda, malzemenden yapılır.
7. Kılavuz pim: Sulanmış ve taşlanmış pimler bir birine tespit edilmekte ve kalıp iki
yarım kısımlarını tam ayarında tutmaktadır. Sementasyon çeliğinden yapılır.
8. Burç: Sulanmış ve taşlanmış pimler bir birine tespit edilmekte ve kılavuz pimlerine
yataklık yapmaktadır.
9. Hareketli çekirdek bağlama plakası: Kalıbın kısmının, üst plakasıdır. Hareketli
çekirdek bu kısma bağlanır.
10. Destek plakası: Hareketli çekirdek bağlama plakasının arkasındadır ve onu
destekler. Yüksek basınç altında, maça plakasının deformasyonu önler.
11. Paralel bloklar: Alt tespit plakanın üstüne, kalıplandıktan sonra itici pimlerin
çıkardığı iş parçasının dışarı alabilmesi için boşluk sağlamak amacıyla dayama
plakasının altına tespit edilir.
12. Geri itici pim (geri döndürücü): İtici bağlama plakasına yerleştirmekte ve itici
bağlama ve itici plakaları hareket ettirmektedir. Böylece itici pimler kalıbın kapanması
için alt konuma getirilmiş olmaktadır.
13. İtici pim: Kalıbın açılması esnasında parçanın çıkarılması için kullanılır. İtici
sistemi enjeksiyon makinesi tarafından veya kalıbın açılmasıyla hareket eder. İtici
pimler genellikle krom vanadyumlu çelikler veya nitrasyon çelikleriyle yapılır.
14. Yolluk çekici pim: Yolluğun açık olan alt kısmına doğrudan doğruya
yerleştirilmektedir. Çevrim bittikten sonra yolluktaki malzemenin burstan çekilmesinde
kullanılmaktadır.
15. İtici bağlama plakası: İtici pimlerin, geri döndürücü pimlerin bağlandığı plakadır
17. İtici plaka: İtici bağlama plakası pimler için, destek görevi yapar. İtici bağlama
plakasına bağlanır.
18. Dayama pimi: İtici plakaların oturduğu pimlerdir. Geri döndürücü ve itici pimlerin,
istenilen seviyeye gelmesini sağlar.
19. Alt tespit plakası: Kalıbın en alt kısmında ve enjeksiyon makinesinin hareketli
tablasına bağlanmaktadır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
BÖLÜM–7:
KALIBI ANLAMA:
Sayfa No: - 23 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 24 -
7. KALIBI ANLAMA:
7.1-) Kalıp Terminolojisi:
7.1.1-) Kalıp Göz Sayısı; Kalıp boşluğu içine erimiş plastiğin gönderildiği ve
soğutulduğu kısımdır. Kalıp ihtiva ettiği kalıp boşluğu sayısına kalıp göz sayısı denir.
7.1.2-) Erkek Kalıp; Kalıbın iç kısmını oluşturan kalıp boşluğunun oluşmasını
sağlayan kısımdır. Parça soğuma esnasında çekme karakteristiğinden dolayı erkek
kalıbın üzerine çekilir ve kalıbın dişi kısmından ayrılır. Bu nedenle parçanın atılması
için iticilerin erkek kalıbın tarafına yerleştirilmeleri gerekir. İtitci sistemi makinanın
hareketli kısmının arkasına yerleştirildiği için kalıbın erkek kısmı makinanın hareketli
plakasının olduğu tarafa takılır.
7.1.3-) Kalıp Boşluğu; Baskının dış yüzeyini belirler.
7.1.4-) Kalıbın Ayrım Çizgisini Belirleme; Kalıp erkek ve dişi yüzeylerinin kalıp
kapanmasından sonra oluşturduğu çizgiye denir. Parçanın kolayca dışarı atılmasını
sağlamak için aynı hat üzerinde kurulmaz. Parçanın yan tarafına alınarak kalıp
dizaynı basitleştirilir. Ön yüzünden ayrılarak çapak gizlenir.
7.1.5-) Havalandırma; Polimerlerle birlikte kalıpta hapsolan havayı, kalıp
yüzeylerinin birleştiği kalıp ayrım çizgisine sığ yarık açılarak bu sorun giderilir.
Şekil 7.1 Havalandırma
7.1.6-) İticiler; İtici sistem, karmaşıklığı ve tasarımına göre çeşitlilik gösterir.
İtici sistemin temel fonksiyonu kalıp açılması esnasında parçanın dışarı atılmasıdır.
7.1.7-) Arka Plaka; Arka plakanın kullanıldığı fonksiyonlar;
o Her iki kalıp parçasını bir arada tutan bağlantı yeri olarak
o Kalıbı makine plakasına bağlamak için yer temin etmesi
o Kalıp yapımında serliği sağlaması
o Bağlantı destek kalıplarının boyutu bir kalıptan diğerine stabilize edilir.
7.1.8-) Yolluk Burcu; Silindirik bir parça genellikle kalıbın dişi kısmına
yerleştirilir. Enjeksiyon ünitesinin kalıbı doldurması için giriş noktasıdır. Makine
memesi ile burç arasındaki sızıntıyı en aza indirmek bir diğer görevidir.
7.1.9-) Sabitleme Halkası; Dişi kalıp plakasının arkasına açılmış yuvarlak
boşluk içine konulan merkezleme halkasıdır. Fonksiyonu kalıbı sabit plakaya
yerleştirmektir. Enjeksiyon ünitesiyle yolluk burcunun aynı merkezde olmasını sağlar.
7.2-) Doğru Kalıbın Seçilmesi:
İyi bir kalıp tasarımcısı aşağıdakiler hakkında mümkün olduğunca fazla bilgi
toplamalıdır.
7.2.1-) Parça: Müşteriden imzaladığı en son teknik çizimi almalıdır. Parça ile
ilgili ticari bilgileri toplamalıdır. Her bir baskı zamanı tahmin edilmelidir.
7.2.2-) Malzeme: Kullanılacak malzeme ile ilgili bilgiler toplanmalıdır.
7.2.3-) Makine Verileri: Makine ile ilgili özellikleri bilmelidir.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
BÖLÜM–8:
İKİ PLAKALI KALIPLAR:
Sayfa No: - 25 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 26 -
8.1-) Tanım: Kalıp endüstrisinin en çok kullanılan enjeksiyon kalıbı türüdür.
Kullanıcıya kolaylık sağladığı ve basit dizayn edildiği için tercih edilir. Standart kalıp
seti kullanıldığı için ayrıca en ucuza dizayn edilen kalıptır. Ana dezavantajları; yolluk
giriş pozisyonlarındaki sınırlamalar, klasik besleme sisteminde çoklu kalıplarda kalıp
boşluklarını doldurmak için balanslı yolluk sisteminin yeterli olmaması ve yüksek
miktarda artık malzeme çıkmasıdır.
Şekil 8.1 İki Plakalı Kalıp
8.2-) Kalıp Yapımı: Kalıp dizayn konfigürasyonlarındaki en basit sistemdir.
Kısaca erkek ve dişi plakadan ibarettir. Kalıbın her iki parçasının içine erkek ve dişi
kalıp parçaları çeşitli metotlarla yerleştirilir. En çok kullanılan iki metot;
— Kalıp plakası üzerine erkek ve dişinin doğrudan işlenmesi
— Erkek ve dişiyi iki ayrı lokmaya işleyip, bu lokmaları kalıp plakalarında
açılan boşluklara yerleştirme.
Kalıp tasarımcıları tarafından kalıp yapım tekniği dikkatli bir şekilde seçilerek
aşağıdaki noktalar göz önünde bulundurulmalıdır;
 Erkek ve dişi kalıp boşluğunu lokmaların üzerine işlemek bazı avantajlar
sunar. Bunlar; kalıbın kolay servis yapılabilmesi, yüksek parça işleme hassaslığıdır.
 Erkek ve dişi lokma kullanmak kalıp yapımcısına hassas kalıp yapma
imkânı sağlar.
 Lokma şeklinde parça kullanılması kalıp soğutmada sorunlara neden
olabilir.
Bu nedenle kalıp soğutma lokma çevresindedir.
 Kalıp montaj metodu; kalıp parçalarının hassas bir şekilde montajı kalıp
kapama ve kilitlenmesi esnasında kalıbın zarar görmemesi için gereklidir. Eğer kalıp
kırılmaya müsait lokma özelliğine sahip ise, kalıp içindeki lokmalar öyle
ayarlanmalıdır ki bunların kalıp kullanımından zarar görmesi engellenmelidir. Kalıp
koruma özellikleri aşağıdaki şekilde kalıp koruma özelliğine sahiptir;
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 27 -
o Erkek ve dişi kalıp lokmaları kalıp kapanması esnasında birbirinin
içine geçmeden önce kalıp burçlarının birbirinin içine geçmesi
sağlanmalıdır.
o Bu kalıp ve mil burçlarının eğimleri, kalıp erkek ve dişi lokmalarının
eğiminden az olmalıdır. Kalıp kapanmasından hemen önce ve kalıp
kapanması esnasında yükün bu millerin üzerinde olmasını sağlar.
o Erkek ve dişi kalıp lokmalarının eğim açıları,mil ve burçların kontak
açısından ufak olursa, kalıp kapatma parçaları daha yumuşak ve daha tok
çelikten imal edilmelidir.
o Eğer parça dizaynı, kalıp boşluğu eğim açısının maksimum
olmasına,
özellikle sert polimer basıldığında müsaade ediyorsa, kalıp içi eğim açısını
arttırmak, kalıp açıklığında basılan parçanın kalıba yapışmasını azaltır.
o Kalıbın boyutları; büyük dişi ve erkek kalıp plakalarının lokmalı
halde
dizaynı yapılır.
o Isıl işlemle ilgili; kalıbın kullanım esnasında eskimesini azaltmak için
yeterince sert olması için ısıl işleme ihtiyaç duyulur. Plakalar sertleştirilmediği
için eğer sertleştirme yapılacaksa kalıpta lokmalı dizayn kullanılır.
 Kalıp bakımıyla ilgili; kalıbın servise uygun ve kalıp bakımının daha kısa
sürede yapılması için aşağıdaki şekilde dizayn edilmelidir.
o Eskimenin çok olduğu yerlerde standart kalıp parçalarının kullanımı.
o Çok zor eskiyen özellikle erkek ve dişi lokmaları kullanmak.
o Ön yüzeydeki eskimeyi engelleyici özellikleri kullanmak.
o Eskiyen kısımların dizaynını, parçanın hassaslığına ve
karmaşıklığına göre basitleştirme
 Dizayn esnekliği; belirli ürünlerin dizaynında istenen yüksek dizayn
esnekliğine cevap verecek şekilde kalıp dizayn edilmelidir. Örneğin lokmaların kalıp
makine üzerindeyken değiştirilebilir olması gerekir. Kalıp dizaynı kalıba kolayca
ulaşabilme ve kalıp montajında minimum zaman gerektirecek şekilde kalıp dizayn
edilmelidir.
 Proje üzerindeki finansal baskı; Dizayn mühendisleri projelerine
başlamadan
önce, projedeki finansal maliyeti tam olarak bilmek zorundalar. Projesi yapılan kalıp
ömrü üretilecek parça sayısına göre hesaplanmalıdır. Bu hesap kalıp maliyetinin
temelini belirler. Az sayıda parça üretecek kalıpta sertleştirilmiş çelik kullanmak
suretiyle kalıp yapmak ne kadar yanlışsa, çok sayıda parça üretilecek kalıpta da kısa
sürede eskiyecek malzeme ve parça kullanmak o derece yanlıştır. İki durumda kalıp
maliyeti anlamında israf demektir.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 28 -
BÖLÜM–9. YOLLUK ve YOLLUK GİRİŞ DİZAYNI:
9.1-) Tanım: Kalıp dizayn mühendisleri için kalıp boşluğunu doldurmanın
önemi büyüktür. Besleme sistemlerinin geometrisi, uzunluğu boyu ve hacminin kaliteli
parça üretimine direkt etkisi vardır. Erimiş plastiğin aktığı yolun mümkün olduğunca
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 29 -
kısa, düzgün ve en az dönemeçli olması aranır. Temel kalıp besleme sistemi üç
parçadan ibarettir. Kalıp giriş yolluğu, yolluk, yolluk girişi.
9.2-) Donarak Akma Karakteristiği: Etkin kalıp besleme sistemi dizaynında,
erimiş plastiğin akma tabiatının anlaşılması ve bunun akma kanal geometrisine
etkisine, basınç transferi ve akma etkinliği yönünden etkilerinin anlaşılması gereklidir.
Sıcak erimiş polimer soğuk kalıp yüzeyiyle temas ettiğinde temas yüzeyinde donma
görülür. Bu dona yüzey bir izolatör görevi görür ve plastiğin erimiş halde iç kısmından
akmasını sağlar. Bu donma ile birlikte akma hacmindeki düşüşe bağlı olarak basınç
düşmesi olur.
Akma donma karakteristikleri yolluk geometrisi tarafından belirlenir ve bunların
kanaldaki plastik akma oranına ve basınç iletişimine etkisi vardır.
Trapez, dikdörtgen, yarım daire gibi kanallar fazla tercih edilmez. Bu tip
yollukların etkin akma hacimlerinde azalma görülür ve basınç düşüşler fazla olur.
Baskıdaki kalıp içi kontrolü azdır. Yuvarlak yolluklar bunlara göre çok daha verimlidir.
Şekil 9.1 Temel kalıp besleme elemanı
Şekil 9.2 Farklı yolluk kesitleri
Yolluk sistemi kesitinin, yolluk sistemini dışarı atmada gerekli itici kuvvetlerin
üzerine etkisi de vardır. Tam yuvarlak yolluk sistemi, diğer yolluk sistemlerine göre
daha iyi akma ve kalıptan atılma karakteristiklerine sahiptir. Fakat bu yolluğun her bir
yarısının bir kalıp plakaya işlenmesinin zorluğundan dolayı yapılması pahalıdır.
Bunun yerine makul akma ve kalıptan atılma karakteristiklerine sahip tabanı eğimli
trapez yolluk daha ucuza üretildiğinden kullanılabilir.
9.3-) Yolluk Şekli: Yolluk planı ve şekli aşağıdaki özellikleri yerine getirmelidir;
o Her kalıp boşluğuna eşit basınç nakledilmesini sağlamalıdır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 30 -
o Her kalıp boşluğuna giren yolluğu mümkün olduğunca kısa
yapmalıdır.
o Kalıptan kolayca atılmalarını sağlayacak şekilde olmalıdır.
o Uygun şekilde fonksiyonu yerine getirirken en düşük ağırlıkta
olmalıdır.
Yolluk planlamasında iki temel yolluk sistemi vardır.
o Balanslı yolluk dizaynı,
o Balanssız yolluk dizaynı.
Şekil 9.3 Balanslı ve balanssız yolluk dizayn şekli
Yolluk seçiminde, üretilecek üründe aranan kalite önemli bir faktördür.
Balanssız yolluk sisteminde, kalıp giriş yolluğuna yakın kalıp boşluğunun önce dolma
eğilimi vardır. Bu durumda kalıp giriş yolluğuna yakın kalıp boşluğuna gereğinden
fazla malzemenin dolması meydana gelirken, kalıp giriş yolluğundan uzaktaki kalıp
boşluğuna plastiğin yetersiz dolması gözlenir. Sonuç olarak çıkan üründe boyut ve
ağırlık farklılıkları gözlenir. Kalıbın balanssız dolma özelliğinden dolayı kalıpta çapak
oluşma ihtimali artar ve bunun kontrolü zorlaşır, zamanla kalıp yüzeyinde çökme
oluşabilir. Kalıp doldurmanın balanssız olduğu durumlarda her kalıp boşluğundaki
basınç düşmesi her bir yolluk girişinin boyutları değiştirilerek eşitlenebilir veya
yolluksuz kalıplarda yolluk giriş pozisyonuyla balanslı doldurma sağlanabilir.
Bütün yolluk sistemler ve bütün yan yolluklar veya bağlantılar, mümkün
olduğunca basınç düşmesini minimize etmek için yuvarlanmalıdır, eğimlendirilmelidir.
Yolluğun sonuna erimiş akan plastiğin önündeki daha az sıcak plastiği hapsetmek
için yolluk çapına eşit boyda boşluk yapılmalıdır.
9.4-) Yolluk Giriş Pozisyonu ve Dizaynı: Kalıp boşluğuna erimiş polimerin
aktığı yola göre yolluk girişinin bulunduğu yer önemlidir. Yolluk giriş bölgesinin
seçiminde göz önüne alacağımız diğer faktörler;
o Baskının estetik görünüşü
o Kalıba tekrar yolluk girişi takılması
o Baskının karmaşıklığı
o Kalıp ısıtma
o İşlenecek polimerin özellikleri
o Yolluk girişinden beslenen polimerin hacmi ve besleme oranı
o Kaynak izinin oluşacağı yerin önemi
o Kalıp doldurma eğrisinin sonucu olarak, kalıp içinde gazın
çıkamadığı ve bu gazın bulunduğu bölge
9.5-) Yolluk Giriş Tipleri: Yolluk giriş dizaynı kullanılma yerine göre farklılık
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 31 -
gösterir. Yolluk giriş bölgesinin tespitinde etkili olan faktörler aynı zamanda yolluk
giriş dizaynına da etki eder. Tek gözlü kalıplarda veya büyük tek parçalı baskılarda
direkt besleme yolluk giriş sistemi benimsenir. Yolluk sistemine ihtiyaç yoktur. Direkt
besleme yolluk girişi parçanın ağırlık merkezine yerleştirilir.
Şekil 9.4 Direkt yolluk girişi
9.6-) Kenar Yolluk Girişi: En basit yolluk giriş dizaynıdır ve kolayca işlenebilir.
Kenar yolluk girişinin yapımının kolay olmasına rağmen kullanım alanı sınırlıdır.
Çünkü bu diyaznın kalıp doldurma karakteristiği iyi değildir. Yolluk giriş geometrisi
erimiş plastiğin kötü bir şekilde girişte yayıldığını gösterir, parça yüzeyi kötü olur.
Şekil 9.5 Kenar yolluk girişi
9.7-) Fan Yolluk Girişi: Kenar yolluk girişinin şekillendirilmiş halidir. İnce
parçaları doldurmada kullanılır. Erimiş plastik kapıdan yayılarak girer ve bunun
sonucunda kalıp doldurma işlemi düzgün olur. Fan yolluk girişi parçanın yamulmasını
azaltır ve parçanın düzgün yüzeyli çıkmasına yardımcı olur. Etkin sonuç almak için
yolluk girişinin parçayla temas yüzeyinin büyüklüğü besleme yolluğunun kesitinden
büyük olmamalıdır. Büyük yolluk giriş alanından dolayı yolluğun kesilmesi veya
koparılması esnasında hafif yolluk giriş izi problem olabilir.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 32 -
Şekil 9.6 Fan yolluk girişi
9.8-) Diyafram Yolluk Girişi: Silindirik veya içi boş parçalarda konsantriklik ve
kaynak kuvveti istendiği zaman kullanılır. Balanslı kalıp doldurmak için minimum
yolluk giriş uzunluğu 0,5 -1mm tavsiye edilir.
Şekil 9.7 Diyafram yolluk girişi
9.9-) Halka Yolluk Girişi: Genellikle silindirik ve iç çapının boyutlarının dış
çapından daha önemli olduğu parçalarda kullanılır.
9.10-) Yolluk Yolluk Girişi: Baskı, diyafram veya halka yolluk girişine göre çok
daha büyükse kullanılır. Fazla polimerin akmasına izin verir. Silindirik, kalın büyük
ağırlıkta enjeksiyon gerektiren parçaların yapımında kullanılır.
9.11-) Tünel Yolluk Girişi: Baskı sonrası yolluk girişinin parçadan otomatik
olarak kopmasına imkân sağlar.
9.12-) İğne Yolluk: Bu tip yolluk girişi kullanım esnasında otomatik olarak
yolluk girişinin kopmasına imkan sağlar.
9.13-) Kulaklı Yolluk Girişi: Plastiğin kalıp içerisinde yılan gibi akmasını azaltır.
Büyük dekoratif parçaların yapımında, estetik görünüşün önemli olduğu yerlerde
kullanılır. Kulak kısmının parçadan kopması pahalı bir işlemdir. Bundan dolayı
parçanın öyle bir yerine konmalıdır ki, parça basıldıktan sonra orada bırakılabilsin,
her hangi bir kullanım fonksiyonu olsun.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
BÖLÜM–10. KALIP SOĞUTMA:
10-) Plastik Enjeksiyonda Soğutma Sistemi:
Sayfa No: - 33 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 34 -
Enjeksiyonla baskıda temel prensip, sıcak plastiği kalıp içerisine basınçla
gönderip ergiyiğin kalıp boşluğunun şeklini alarak bu şekilde kalacak kadar soğuyup
sertleşmesini beklemektir. Kalıp sıcaklığı, baskı süresini belirleyeceğinden önemlidir.
Sıcak kalıpta ergimiş plastik, kolayca akmasına rağmen, baskının soğuyup kalıptan
dışarı atılabileceği sıcaklığa düşme süresi uzun olmaktadır. Bunun tersi olarak, soğuk
kalıpta erimiş plastiğin soğuması çabuk olur, bazı durumlarda kalıbı doldurmadan
soğuyup sertleşir. Bu iki durum, en uygun baskı süresini elde etmede alt ve üst
sınırları belirlemeye yardımcı olmaktadır. Kalıp sıcaklığını belirlenen sıcaklıkta tutmak
için kalıp içine açılmış kanallarda su (veya başka) sıvılar dolaştırılarak sağlanır. Bu
kanal ve deliklere soğuma yolları ve bu sisteme soğutma sistemi denir. Kalıbın
dolması esnasında en sıcak erimiş plastik kalıp girişinde ve en soğuk erimiş plastik,
yolluk girişinden en uzak noktadadır. Soğutma suyunun sıcaklığı, bu kanallardan
geçtikçe artar. Bundan dolayı baskıda eşit soğuma sağlamak için, kalıbın sıcak
bölgelerime soğuk sıvı ve parçanın soğuk kısımların sıcak sıvı girişi sağlanmaktadır.
10.1-) Kalıbın Soğutulmasındaki Amacı:
o Diğer malzemede olduğu gibi, sıcak plastik soğuduğunda, bir miktar
çekme yapar. Üzerinde kalmasını istediğimiz maçayı soğutularak, plastik parçanın
çekmesini, dolayı ile maçanın üzerinde kalmasını temin etmek.
o Ermiş plastik, enjeksiyon memesinden kalıp boşluğuna girerken,
sıcaklık, plastiğin cinsine göre değişerek, 160oC ila 220oC arasındadır. Soğutma
sistemi olmayan kalıp, birkaç baskıdan sonra ısınacaktır. Isınan kalıp, plastik
parçaların katılaşmasını engelleyecektir. Böylece istediğimiz şartlarda parça elde
etmemiz mümkün olmayacaktır. İşte böyle istenmeyen durumu, ortadan kaldırmak
için, kalıp soğutma sistemi ile soğutularak üretim yapılmalıdır.
o Kalıp sıcaklığının 60oC ila 85oC arasında tutulabilmesi için, soğutma
sisteminden yararlanır.
o Kalıbın sıcaklığını istenilen sıcaklıkta tutarak, plastik parçanın, kısa
sürede donmasını sağlamak için soğutma sistemi uygulanır ve zamandan tasarruf,
üretimde artış temin edilir
10.2-) Kalıbın soğutulmasında Dikkat Edilecek Hususlar:
o Soğutma kanalları, kalıplama boşluğuna yakın olmamalı.
o Kalıp bünyesinde dolaşan soğutma su miktarı (debisi), kalıba yeteri
derecede soğutacak seviyede olmalıdır.
o Kanal ve bakır boru ölçüleri, normal basınçlı su dolaşımına uygun
olmalıdır.
o Kalıba giren suyun sıcaklığı ile çıkan suyun sıcaklığı arasında çok
büyük fark olmalıdır.
10.3-) Tek Parçalı Kalıp Plakalarında Soğutma Sistemleri:
Tek parçalı kalıp plakası tipinin sıcaklığı plakaya açılmış deliklerden geçirilen
su sirkülâsyonuyla kontrol edilir. Bu delikler birbirine bağlanarak devre oluştururlar.
Devre birkaç seviyeli olabilir. Bunun sayısı kalıp plakasının kalınlığına bağlıdır. Kalıbı
dişi kısmı ve erkek kısmı birbirine benzemediğinden bunların soğutma devrelerini ayrı
ayrı ele almalıdır.
10.3.1-) Dişi plakalarda soğutma sistemi: Kalıp plakası ufak sığ bir kalıp
boşluğuna sahipse, bu kalıp için en basit yaklaşım iki tane su kanalı kalıp boşluğunun
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 35 -
her iki tarafına açılır ve bunlar esnek hortumla birbirine bağlanır, akma kanalın
sonuna adaptör takılır. Yukarıda anlatılan su devresi Şekil 10.1’de gösteriliyor.
Şekil 10.1 Tek parçalı dişi kalıp soğutulması
Dışarıda yapılana esnek hortumlu su kanalı bağlantısı, kalıp içine kanal
delinerek dahili olarak da yapılabilir [Şekil 10.2]. U şeklinde tasarlanan su
devresinden, dar ve uzun kalıp boşluklarının soğutulmasında faydalanılmaktadır.
Şekil 10.2 Tek parçalı dişi kalıp soğutması U-devresi
Dahili kanalları birleştiren delik açma yerine, freze ile açılmış yarıklı plakayı
kalıba bağlamak suretiyle de bu su kanalları elde edilebilmektedir. Burada iki temel
tasarım kullanılmaktadır. Şekil 10.3’de kalıp plakasının yanına açılmış delikle bu
soğutma kanalları birleştirilerek suyun bu kanallarda devamlı kalıp plakasının içine
gömülecek şekilde, şekilde görüldüğü gibi vidalanmaktadır. Bu bağlantıda conta
kullanılarak su kaçağı önlenmektedir.
Şekil 10.3 U-devresi frezeli ve birbiriyle bağlantılı kanal sistemi
Şekil 10.4’deki alternatif dizayn gösterilmektedir. Daha önceki dizaynın
aynısıdır, tek farkı bağlantı kanallarının bağlantı plakasının içine açılmış olması ve
sonra kalıp plakasının yan tarafına bağlanmasıdır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 36 -
Şekil 10.4 U-devresi birbiriyle bağlantılı frezelenmiş kanal sistemi
Şekil 10.5’ deki dikdörtgen su devresi daha fazla su kanalı denilmesini
gerektirir, bütün kanallar kalıp boşluğunun dörtkenarına yakın bir yakında geçirilip
parçanın her tarafından eşit soğuma sağlanır.
Şekil 10.5 Tek parçalı plakanın dikdörtgen su devresi
Eğer kalıp boşluğundaki her bir duvarın sıcaklığının kontrolü isteniyorsa,
soğutucu plaka metodu düşünülmelidir. Bu plaka kalıbının yan duvarlarına takılır ve
soğutma suyu bu plakalar içine açılmış kanallardan geçirilir. Plaka su girişi ve çıkış
delikleri haricinde delik açılmamaktadır. Şekil 10.6’de bu tasarım de montaj görünüşü
verilmiştir.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 37 -
Şekil 10.6 Soğutma plakası sistemi
Her soğutucu plaka kendine ait su girişi, çıkış deliğine sahiptir ve plaka kalıba,
sızdırmazlık contası yerleştirilerek bağlanır. Bu tasarımda, kanal genişliği oldukça
küçük tutularak türbülanslı akış sağlanır. Akma uzunluğu belirli uygulamalar için uzun
tutulabilir. Türbülanslı akış, kalıptan soğutma sıvısına iyi ısı transferi için gereklidir.
10.3.2-) Erkek plakalarda soğutma sistemi:
Şekil 10.7’ de açılı delik sistemi, kalıbın erkek
plakasını altından açılı olarak delinmiş soğutma
kanalları X noktasında birleşirler, yüzeye oldukça
yakındır. Bu deliklerin her birine tıkaç takılır. Giriş
Y ve çıkış Z delikleri kalıbın diğer tarafından açılır
ve açılı su yollarından şekilde görüldüğü gibi
geçer.
Şekil 10.7 Erkek soğutma
açılı delik sistemi
Şekil 10.8 ’da tıkaçlı düz delik sistemi, bu
sistemde delikler erkek plakanın arka kısmına dik
olarak açılır. Bu deliklerin alt kısmına tıkaç takılır.
Bu kanalar yan açılmış X kanalıyla birbirine dahili
olarak bağlanır. Buradan suyun geçmesi sağlanır
ve su engelleri ( baffle) şekilde görüldüğü gibi
takılır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 38 -
Şekil 10.8 Erkek kalıp soğutma sistemi baffli (
tıkaçlı) düz kanal
Şekil 10.9’de tipik çoklu su devresi şematik olarak gösteriliyor. İlk çizim (a) açılı
kanal sistemidir. 6 su devresi, ikişer 3 set olarak bağlanmıştır. Bu özellik erkek lokma
çevresinde dengeli sıcaklık dağılımını gösteriyor. Şekil 17 (b) ‘de tıkaç su devresi
çiftini gösterirken, Şekil 17 (c)’de çok basamaklı su devresini gösteriyor.
(a)
(b)
(c)
Şekil 10.9 Çoklu devre a- Açık kanal sistemi b- Su engelli (baffeli) kanal sistemi
c- Basamaklı su devresi.
10.4-) Çok Parçalı Kalıp Plakalarında Soğutma Sistemi:
Kalıp soğutama plakası prensibiyle yapılmış çekirdekli (lokmalı) kalıpta; eğer
baskının derinliği oldukça ufaksa, soğutma sıvısının sirkülasyonu plakandan yapılır.
Plakayı soğutma için benimsenen metot dişi kalıp bloğunun soğutulması için
kullanılan metodun aynısıdır.burada kanallar plakaya delinir ve bir birine, soğutma
suyunu sirkülasyonu sağlamsı için, dahili ve harici bağlanır. Su kanalını çekirdeğe
olabilince yakın bir şekilde yerleştirilmesi arzu edilir.derin olmayan lokma için kanallar
direk çekirdeğin altına açılabilir [Şekil 10.10]. Z tipi sistem normalde kullanılır. Buna
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 39 -
alternatif metot, lokmanın yan tarafına açılmış kanal mevcuttur [Şekil 10.11]. Bu
durumda dikdörtgen tipi su devresi kullanılır. Daha derin baskılar için çok baskılı
sistem tercih edilir. Bu sistem kombinasyonunu gösterir. Bu soğutma sistemi erkek ve
dişi çekirdekte kullanılır.
Şekil 10.10. Kalıp soğutma plakası ile
soğutma, Z- su devresi
Şekil 10.11 Dikdörtgen
devresi kalıp plakası
10.4.1-) Dişi çekirdeğin soğutma sistemi: Kalıbın dişi lokmasını soğutmak için
benimsenen metot, belirli derecede çekirdeğin (lokmanın) şekline bağlıdır. Bu
dikdörtgen ve yuvarlak olarak sınıflandırılır. Çekirdek içinde soğutma sıvısının
sirkülasyonu kolayca sağlanır. Kalıp plakasıyla çekirdek arasına, su sızıntısına engel
olacak contalama sistemi olmadan, delik açılmaması gibi problemler çıkarabilir.
Tipik dikdörtgen çekirdek şekli Şekil 10.12’de gösteriliyor. Burada en basit
devre gösteriliyor, daha karmaşık tekli ve çok seviyeli su devreleri kullanılabilir. Bu
kalıp boşluğu şekli ve derinliğiyle belirlenir. Dişi çekirdek de bütün kanallar birbirine
bağlanıp, tıkaçlanmalıdır. Bu şekilde gerekli harici bağlantı miktarı minimumdur.
Dizaynır, her lokma için bir su girişi ve bir su çıkışının olmasını amaçlamalıdır. Eğer
su giriş ve çıkış hatları duvara bağlanmış veya makine yakınındaki su adaptörüne
bağlıysa kalıp ayarı daha çabuk yapılır.
Şekil 10.12. Lokma soğutma a) U-su devresi b-d ) Alternatif metot
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 40 -
Bu tasarımcıların kalıp dışında pozitif bağlantı sağlaması demektir. Üç
alternatif metot Şekil 10.12’de gösteriliyor.
Uzantı parça kalıp plakası üzerindeki deliğe, direkt olarak vidalanır [Şekil 10.12]. Bu
metodun dezavantajı çekirdek ve uzantı parçası arasındaki bağlantı kırıldığında,
çekirdeğin kalıp plakasından çıkarılmasıdır. Uzantı parçanın sonunda ve ortasında
ufak bir meme vardır ve standart kalıp parçası olarak satın alabilir. Bu parça kolay
bağlantı elemanların kullanılmasına imkan verir ve kalıp ayar zamanı azaltmada
faydalanır.
Uzantı parçası, kalıp plakasından lokmaya açılmış deliğe direk olarak
vidalanır. [Şekil 10.12.c]. Bu dizayn (b)’de belirtilmiş dezavantajı ortadan kaldırır.
Fakat bu yarık ufak bir açıklık olmadığı için kalıpta çapak oluştuğunda arasına plastik
şıkışıp kalabilir. Buraya şıkışmış malzemenin temizlenmesi zor ve temizlenmesi
esnasında kalıbın öbür yüzüne zarar verebilir. Bununla beraber bu yarık baskıda
yeterince uzaksa beklenmedik tehlike oluşturmaz. Kalıp plakası kalınlığı yeterli
büyüklükte ise delikler çekirdeğin altına, kalıp plakasına yapılır ve birbiriyle ters
yönde delikli dahili olarak bağlanır (Şekil 10.12.d). lokma ve kalıp plakası arasında su
sızması o-ring ile engellenir, şekilde görüldüğü gibi kalıp plakasındaki boşluğuna
uygun şekilde yerleştirilir. Bu dizayn daha önceki dizaynların dezavantajlarına sahip
olmadığı için tercih edilir. Dar çekirdekler yukarda tanımlanan metotlarla soğutulması
zordur, burada klasik soğutma sistemleri yerleştirmek için yeterli alan yoktur. Bu
problemin üstünden gelmek için su dağıtım regülâtörü kullanabilir. Bu ünite DME den
standart parça olarak satın alınabilir ve basitleştirilmiş görünüş Şekil 10.13’de
gösteriliyor.
Şekil 10.13 DME su şelale sisteminin basit görünüşü
Lokma delinir ve musluk takılarak su regülâtörün takılan uygun giriş borusuna
takılır. Bu çıkış borusunun diğer ucu su adaptörüne takılır, bu şekilde kalıp alt
yüzeyine yakın bir yerde gösteriliyor. Su giriş borusu aynı şekilde su adaptörüne
bağlanır. Su regülâtörüne takılan uygun giriş ve çıkış borusuyla çekirdek de soğutma
suyu dolaşır. Bu su adaptörü kalıbın diğer parçalarını da soğutana parça olarak
görülmelidir. Erkek çekirdek, maça vb. çekirdek soğutma için kullanılan diğer bir
metot ise bakır boru kullanılmasıdır. Bu dizayn kalıp alanı ufak olduğunda (yetersiz)
uygundur. Borular kanal içine yerleştirilir. Bu belki kalıp içinde diğer deliklere yakın
olarak su sızıntı ihtimali olmadan kullanılabilir.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 41 -
Şekil 10.14. Lokma soğutma, bakır boru sistemi
Kalıp plakası içine belirli bir sayıda (X) kanal açılır [Şekil 10.14]. Bakır borular
uygun şekilde eğilerek kanal içine yerleştirilir. Çekirdek plakanın içine takıldığı zaman
boruyla direk kontak halindedir. Borunun kontak alanını arttırmak ve ısı transferini
arttırmak için, boru çevresindeki boşluk alan düşük erime dereceli alaşımla doldurulur
veya dört köşe kesitli boru kullanılabilir.
Dört köşe çekirdekler için kullanılan delme işlemi normalde yuvarlak lokmalara
alanındaki sınırlamalardan dolayı uygulanmaz. Bununla beraber yuvarlak şekildeki
lokmalarda yuvarlak şekilde açılan kanal daha kolayca kullanılabilir.
Yuvarlak dişi çekirdek için yapılan direk soğutma dizaynını çoğunluğu bu
prensibe göre yapılır. Şekil 10.15 İle ilgilenelim. Yuvarlak dişi çekirdek standart tip
kalıp plakasına takılmıştır. Soğutma kanalı (X) lokmanın çevresine ve ilave kanal (Y)
soğutucu girişinin üzerine ve altına açılmıştır, o-ring takılmıştır. Çekirdek lokmaya
takıldığı zaman o-ring, plaka ve çekirdek arasındaki su sızıntısına engel olur.
Çekirdek takılırken o-ringin zarar görmemesine dikkat edilmelidir. Bu operasyonu Z
deki plaka deliği sağlar.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 42 -
Şekil 10.15. Lokma soğutma, yuvarlak soğutma metodu (5)
Bu kanal plakaya açılan delikle su kanalına bağlanır. Çok gözlü kalıplarda
lokmalar bir hat üzerinde olmalı. Böylece diklemesine açılan delik her kanalı birbirine
bağlayarak su devresini oluşturur.
Şekil 10.16 Lokma soğutma, birbirine bağlı dizaynı ve çekirdek planı
Şekil 10.16’de yuvarlak daire şeklinde çekirdekleri takılmış kalıp plakasının
izdüşümü gösteriliyor. Soğutucu sıvıya iyi bir akma yolu sağlamak için bu kanallar
arasında boşluk bırakılmıştır. Bu kanallar su giriş ve çıkışına bağlanmıştır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 43 -
Çekirdek boşlukların birbiriyle bağlantısını sağlamak için en büyük miktarda
çelik plakanın ortasından işlenerek atılır. Buda kalıp plakasında dikkate değer oranda
zayıfladır. Bundan dolayı, kalıp dizayncıları arka plakayı yeterli desteklemelidir.
10.4.2-) Erkek Çekirdeğin Soğutma Sistemi:
Çekirdek dizayn sisteminden yeterli soğutulmuş baskı sağlamak için sistem
geliştirilmiştir, normalde soğutma sıvısı çekirdeğin içine açılmış kanallardan geçerek
soğutma sağlanır. Bu dizaynı kullanma geniş ölçüde lokmanın büyüklük ve şekline
bağlıdır. Büyük derin olmayan kutu için soğutma için gerekli dizayn, ufak çaplı uzun
kalem için gerekli dizayndan farklıdır.
Kalıp tasarımcısı, ermiş plastikten gelen ısıyı erkek çekirdekten uzak bir yere
açılmış soğutma kanalıyla uzaklaştıramayacağına karar verdiğinde erkek çekirdeğin
içine soğutma kanal açmayı düşünebilir. Sığ erkek çekirdek soğutması benimsenen
diğer bir alternatif dizayn spiral su devresidir. Bu dizayn temel olarak çekirdeğin arka
yüzüne açılmış spiral şeklindeki kanaldan ibarettir. Fakat pratikte spiral şekli yapmak
zor ve pahalıdır. Bundan dolayı karşılaştırmalı spiral normalde benimsenir. Buna
örnek Şekil 10.17’da büyük yuvarlak çekirdeklerin soğutulması için gösterilmiştir.
Şekil 10.18’de Büyük dikdörtgen çekirdeğin soğutulması gösterilmiştir. Birinci örnekte
dairesel kanallar serisi açılmıştır ve bunlar birbiriyle kanal vasıtayla bağlanmıştır.
Görüldüğü akma yolu uygun şekilde yerleştirilmiş o-ring bütün kanalların
çevreleyecek şekilde açılmıştır ve böylece soğutma sıvındaki sızıntıyı engeller. İkinci
örnek basit dikdörtgen plandır [Şekil 10.18]. Çizim çekirdeğin yalnızca alt kısmı
gösteriyor. Bu dizaynda tıkaçsız tek bir kanal vardır. Alternatif olarak aynı düzenleme
yuvarlak lokmada kullanılabilir [Şekil 10.17].
Şekil 10.17 Sığ çekirdek soğutma, yuvarlak frezelenmiş kanal dizaynı
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 44 -
Şekil 10.18. Sığ çekirdek soğutma, dikdörtgen frezeli kanal dizaynı
Derin çekirdek soğutmada erkek çekirdeğin derinlemesine iç kısmından
yapılan su sirkülasyonu lokmanın yüzeyinde etkin bir şekilde ısının uzaklaştırılmasını
sağlar. Derin çekirdek soğutması için bir çok alternatif vardır.
Derin oda dizaynı Şekil 10.19’deki İlk örnekte erkek çekirdeğin arkasına
açılmış derin bir boşluktur. Buda normalde kolay işleme için yuvarlaktır. Çekirdek
plaka içine açılmış cebe ve sıkıca vidayla bağlanır. Bu iki yüzey arasındaki su sızıntı
kanal içine konulmuş o-ring ile engellenir. Kullanım esnasında bu oda tamamen su ile
dolar. Soğutma sıvısı (X) den girer ve odanın merkezine takılmış borudan geçer (Y).
Tek gözlü kalıplarda bu kısımlarda bu kısım erkek çekirdeğin en sıcak kısmıdır. Kalıp
yolluk girişinin karşısındadır. Bu derin soğutma sistemi en ucuz soğutma metodu
olmasına rağmen, bu dizaynın iki ana dezavantajı vardır. Soğutma sıvısının akma
hızı odaya girer girmez dikkate değer ölçüde düşer. Bu bölgede aranan türbülans
akışının sağlanmaması demektir ve soğutma sıvısının ısı transferi daha az etkilidir.
Şekil 10.19.b’deki Gibi doğru parça dizaynı yapılmamaktan ve işleyememekten
dolayı üst kısmında hava cebi oluşur. Düzgün olmayan ısı dağılımından dolayı
oluşan baskı problemi vardır. Odaya bağlantılı olarak su çıkışının (Z) yanlış
pozisyonlanmasından dolayı hava cebi oluşur. Bu çıkışın odanın en yüksek yerine
yerleştirilmesi, kalıp enjeksiyon makinesine takıldığında gereklidir [Şekil 10.19.a ve
şekil 10.19.b’yi karşılaştır.]. Bu sebepten kalıbın derin oda dizaynlı soğutucu oda
yapılmışsa, kalıbın içine kalıbın hangi şekilde makineye takılması gerektiği
yazılmalıdır.
Şekil 10.19. a) Derin erkek çekirdek soğutma
dizaynı Derin oda sistemi
b) Doğru pozisyonda olmayan çıkış deliği
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 45 -
Bu dizayn üretim miktarının önemli olmadığı ve maliyetin minimum olması
gerektiği haldeki kalıplar için seçilmelidir. Derin oda dizaynı daha etkili dizaynlar için
temel oluşturur.
Helisel kanal dizaynını daha önce dizayndan daha etkilidir. Bu dizayn Şekil
10.20’da gösteriliyor. Daha pahalı bir dizayndır. Bu dizaynda daha derin oda çok sıkı
şekilde yerleştirilen çelik veya sarı bloktur (ikinci sarı blok paslanmama ve bloğun
takılması yönünde tercih edilir.). helis kanal bu bloğun çevresine helis şeklinde açılır.
Kalıp plakası bloğundan ve soğutma bloğundan matkapla açılan delik öyle
ayarlanmalıdır ki, soğutma suyu V’den gelip merkeze açılmış W doğru akar. Bu
bloğun kesit görüşü (A-A) ve helis kanaldan sonraki su çıkış kısmı şekilde görüyor.
Erkek çekirdek kalıp plakasına o-ringle birlikte takılarak su sızıntısı engel olunur. Bu
dizayn soğutucu sıvının tam bir su yolunu takip etmesini ve su sisteminde ölü
noktaların (suyun akmadığı) olmamasını sağlar. Çelik blok erkek çekirdeğin iç
kısmına pozitif bir destek sağlar ve bundan dolayı bu dizayndaki duvar kalınlığı (Z)
daha önceki dizaynlara göre daha incedir. Duvar kalınlığının azlığından dolayı plastik
parçadan soğutma sistemine daha hızlı transferi gerçekleşir.
Şekil 10.20. Erkek çekirdek takılmış soğutma dizaynı, helisli kanal sistemi
Kabarcıklı sistem dizaynında temelde derin oda dizaynıyla ile aynıdır, ufak
çekirdeklere uygun şekilde adapte edilmiştir. Şekil 10.21.b’de görüldüğü gibi
çekirdeklerin arka yüzüne ufak çaplı delik açılmıştır. Bubble boru kalıp plakasına
takılır ve bu deliğin içine doğru görüldüğü gibi çıkıntıyı yapar. Bundan dolayı arka
plakaya uygun su giriş ve çıkış delikleri açılır. Bu sistem için şekilde görülen su
devresi kullanılabilir. Soğutma sıvısı giriş deliği (U) ‘dan geçerek bubbler borunun
içine buradan da dışarıya çıkış deliğine (V) gider. Bu devrenin tam şematik çizimi
Şekil 10.21.a’da gösteriliyor.
Not: Her bir çekirdekteki soğutma sıvısının sıcaklık derecesi aşağı yukarı
aynıdır. Çünkü bunlar aynı şekilde bağlantılıdır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 46 -
Şekil 10.21 Ufak lokmalar için kabarcık sistemi
10.5-) Diğer Kalıp Plakaların Soğutulması:
10.5.1-) Diğer kalıp plakaları: Çok plakalı kalıplarda, dişi ve erkek kalıp
plakalarına ilaveten diğer kalıp plakalarının soğutulmasıyla da ilgilenmek gerekir.
Özellikle sıyırmalı plakalı (stripper plate) kalıptaki sıyırıcı plaka ve alttan beslemeli
(underfeed) kalıptaki besleme plakasında. Bu plakaların ayrı sıcaklık kontrolleri
optimum üretim elde etmek için gereklidir. Genel olarak, integral tipi dişi plaka için
kullanılan sıcaklık kontrolüyle aynı şekilde sıcaklık kontrol edilir. Sıvının akma yolu
delinir ve birbiriyle bağlanır bu şekilde soğutma sıvısı plakada sirkülâsyona başlar.
Şekil 10.22 Valf itici elemanı soğutma: kabarcık itici
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 47 -
10.5.2-) Valf tipi iticiyi soğutma: Valf tipi iticiler normalde baskının oldukça
büyük kısmını kapsar. Bundan dolayı bu parçadan toplanan ısının dağılmasını temin
edilir. Bununla ilgili birkaç dizayn gösteriliyor. İlk olarak bubbler sistem benimsenir.
Valf itici sistemin gövdesi delinerek su soğutma ünitesi yerleştirilir. Su giriş ve çıkış
yerine esnek borular bağlanarak itici hareketine engel olunmaz. Soğutucu sıvı giriş
yerinden borunun merkezi ve çıkış yerinden borunun dış kısmına gider. Bu valf tipi
itici için en basit soğutma metodudur. Eğer istenirse, soğutma sıvısının valf iticinin
baş kısmından geçmesi için daha karmaşık soğutma sistemi gerekir. İtici başlığı
delinir ve gerekli yerlerine tıkaç takılarak dört köşe tip su devresi oluşturulur.
Soğutma sıvısı baş kısmında dolaşarak itici gövdesinde uygun delikten geçer.
Burada baş kısmı iki parça halinde yapılmıştır. Soğutma kanalları (a)’da gösterildiği
gibi bir parçaya açılmıştır. Tıkaçlar (baffle) arkadan frezelenmiş yarıklara takılır.
Soğutma sıvısı daha önceki dizaynda olduğu gibi valf bölgesinden uygun kanaldan
geçer.
Şekil 10.23 Valf itici elemanlarını soğutma: valf başlığındaki soğutma devresi dizaynı
Şekil 10.24 Valf itici elemanlarını soğutma: valf başlığındaki soğutma devresi dizaynı
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 48 -
10.5.3-) Kalıp yolluk girişi yatağını soğutma: Kalıp yolluk girişinde oldukça
büyük miktarda plastik malzeme bulunur ve her bir baskıda burada biriken ısınan
parçanın kolay dışarı atılabilmesi için geri alınması gerekir. Bundan dolayı kalıp
yolluk giriş burcuna ayrı soğutma devresi konulması ısının buradan etkin şekilde
uzaklaştırması gerekir. Kalıp giriş yolluğunun şekli yuvarlak lokmaya benzer bundan
dolayı yuvarlak lokmalar için soğutma sistemi burada kullanılır.
10.6-) Düzgün Soğutma Olmadığı Zaman Meydana Gelen Hatalar:
Parçaların değişik bölgelerinin farklı sürelerde soğuması ve çekmede
faklılıkları aşağıdaki olumsuzluklara sebep olur;
o İç Gerilim Oluşmasına,
o Parçanın Eğrilmesine,
o Parça Yüzeylerin Çökmelere,
o Parça İçinde Hava Boşlukların Oluşmasına,
o Ölçüler Toleransların Büyümesi Gibi Hatalar Meydana Gelir.
Soğumadaki farklılıklar bazı olumsuzluklara sebep olurlar;
o İç Gerilim Oluşmasına,
o Parçanın Eğilmesine,
o Ölçü Toleransların Büyütülmesine Gibi Hatalar Ortaya Çıkar.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 49 -
BÖLÜM–11. İTİCİLER:
11.1-) Tanım: İtici sistemin fonksiyonu, baskı soğuduktan sonra kalıptan
atılmasını sağlamaktır. İtici mekanizmanın fonksiyon ve dizayn olarak çok çeşitleri
vardır. İtici mekanizmanın seçiminin bağlı olduğu faktörler;
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 50 -
o Dışarı atılacak parçanın dizaynı
o Parçanın estetik görünüşü
o Üretimin ihtiyaçları
11.2-) İtici Sistemin Seçimi: İtici sistemin seçiminde, basılacak parçaya bağlı
olarak itici yapımıyla ilgili kısa bir istekler listesi yapılır;
a-) Parça Estetiği;
o İtici pimlerin izleri gözle görülen yerlerde giderilebilir mi?
Baskıyı kalıp dizaynında ters yönde yapmakla bu problem
aşılabilir.
o Parçanın kalıptan atılması esnasında, parçanın duvarlardan
sürtünerek çıkmasını engellemek için kalıp boşluğuna uygun
eğim açısı verilmelidir. Bo faktör parça dizayn aşamasında
göz önünde bulundurulmalıdır.
b) Parçanın Boyutlarıyla İlgili;
o Ne miktarda itici kuvvet ile parçada yapılan boyutsal bozukluk
giderilebilir. Parçanın dışarı atılması esnasında basılmış
parçanın şekli kolayca bozulabilir. İnce parçalarda bu
bozulma daha çok görülür.
o Bozulma olmadan parçanın dışarı atılması için ilave kaburga
gerekecek mi bakılır.
c-) Makinayla İlgili;
o Enjeksiyon makinasının çalışma sınırları arasında itici kuvvet
parçayı dışarı atacak kadar yeterli olmalı.
o Kullanılacak enjeksiyon makinesi itici sistemi çalıştırabilmeli.
o İlave core çekme veya hareketlendirici devreye ihtiyaç var
mı?
o Kalıp makinaya bağlandığında parçanın makineden atılması
için açıklık yeterli olmalı.
o Makina istenilen itici mesafesine sahip olmalı.
d) Kalıp-Kalıp Parçasıyla İlgili;
o Kullanılan ilave itici sistem kalıp boşluğunu havalandırma
için,
o Parça kalıptan atılmadan önce parça ve erkek kalıp arasında
oluşan vakumu kaldırmak için olabilir.
11.3-) İtme Metotları:
11.3.1-) Pimler ve Bıçaklar: İtici pimler en ucuz itici sistemi sunarlar. Fakat
bunların kullanımı sınırlıdır. Küçük kesitlerinden dolayı yüksek miktardaki itici kuvveti
baskıda bir noktaya uygularlar. Bu ince duvarlı veya kırılgan parçalarda hasara ve
ölçü bozukluklarına neden olur.
İtici pimler standart parçalardır. Metrik ve inç ölçü birimlerinde; bıçak, düz,
basamaklı olarak temin edilebilirler.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Şekil 11.1 İtici pim tipleri
Sayfa No: - 51 -
Şekil 11.2 Pim ve bıçakların pozisyonları
11.3.2-) İtici Bilezikler: İtici bilezikler belirli özellikteki parçaların dışarı
atılmasında kullanılırlar. İtici kuvveti pimlerdeki olumsuz etkisi, daha geniş yüzeyle
parçaya temas ettiklerinden dolayı düşüktür. Kalıp havalandırmasını iki kat daha iyi
sağlarlar.
Şekil 11.3 Pim ve bıçakların pozisyonu
Şekil 11.4 İtici boru pozisyonları
11.3.3-) Valf Başlıklı İticiler: Valf iticileri, itici kuvvetlerin transferinde daha
geniş bir izdüşüm alanı sunarlar. Düz başlı dizayn ince parçaların şeklinin
bozulmadan dışarı atılmalarını temin eder.
Şekil 11.5 Standart valf başlıklı itici format ve takılmsı metodu
11.3.4-) Sıyırma Halkalı ve Plakalı İtici: Parçayı iterek veya çekerek erkek
kalıptan atar. Genellikle parça tabanının çevresiyle bu plakanın temas etmesiyle
gerçekleşir. Parçada daha az bozulma gözlenir. Bu metodu kullanmanın bir çok
faydasıyla birlikte kalıpta daha yüksek seviyede aşınma gözlenir.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 52 -
Şekil 11.6 Sıyırma halkası ve plakası
11.3.5-) Havalı İtici: Çeşitli mekanik itici metot kombinasyonlarına ihtiyaç
duyulduğunda, havalı iticiler kullanılır. Büyük ince duvarlı parçaların kalıptan
atılmasında kullanılır.
Şekil 11.7 Hava destekli karışık itici metodu.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 53 -
BÖLÜM–12. ÜÇ PLAKALI KALIPLAR:
12.1-) Tanım: Kalıp üç ayrı plakadan oluşmuştur ve kalıp açıldığında bu üç
plaka bir birinden ayrılır. Açıklığın biri, parçanın dışarı atılması için açıklık sağlarken,
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 54 -
diğeri kalıp giriş yolluğunun dışarı atılması için boşluk sağlar. Kalıbın kompleks
yapısından dolayı iki plakalı kalıba göre yapımı daha fazla zaman alır ve maliyeti
daha yüksektir.
12.2-) Üç Plakalı Kalıbın Seçilmesinin Nedenleri: Üç plakalı kalıbın
seçilmesinin ana sebebi, kapının yerleştirilmesindeki esnekliktir. Son yıllarda
yolluksuz veya sıcak yolluklu dizaynın ortaya çıkmasıyla birlikte üç plakalı kalıp
kullanma eğilimi azalmıştır.
Yine de sıcak yolluklu kalıpla kıyaslandığında birkaç avantajı hala mevcuttur.
Bunlar;
o Kalıbın kullanılması esnasında malzemenin veya renginin kolayca
değiştirilebilmesi
o Güvenilirlik
o Daha ucuz maliyet
o Isıya hassas polimerlerin baskısı
Şekil 12.1 Üç plakalı kalıbın şematik görünüşü
Şekil 12.2 Üç plakalı kalıp tasarımı
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 55 -
BÖLÜM–13. YOLLUKSUZ KALIP (SICAK
YOLLUK):
13.1-) Tanım: Yolluksuz veya sıcak yolluk sistemlerini enjeksiyon ünitesinin
kalıp içine uzantısı olarak görebiliriz. Bu durum termokupul kontrollü ısıtma
elemanlarıyla polimerin kalıp içindeki kapıya kadar erimiş olarak tutulmasıdır. Sıcak
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 56 -
yolluğun çalışma sıcaklığı polimerin erime sıcaklığıdır. Sabit çalışma sıcaklığı
sağlamak için sıcak yolluk ünitesi kalıbın diğer elemanlarından izole edilmelidir.
13.2-) Sıcak Yollukların Avantajları:
o Yalnızca baskının soğuması gerektiğinden baskı süresi kısalır.
o Yolluk sistemi olmadığı için bunların geri dönüşümü gibi bir
işlemede gerek yoktur. Malzeme ve zaman tasarrufu sağlanır. Geri dönüşüm
malzemesinin besleme sistemine ilavesi olmadığından üretim ve enjeksiyon
miktarında üretim esnasında sabitlik sağlanır.
o Yolluk koparmaya ihtiyaç olmadığı için, baskı sonrası işlemlere ve
ilave işçiliğe gerek yoktur. Böylece bir tasarruf sağlanır.
o Baskı esnasında kalıp doldurma üzerinde polimer akışında çok iyi
kontrol olur.
Yüksek miktarda baskının düşük maliyetle üretilmesi istendiğinde yalnızca
sıcak yolluk sistemi ideal çözüm sunar.
13.3-) Sıcak Yolluk Sistemleri: Üç ana gruba ayrılırlar;
o Harici ısıtılmış manifold kalıp
o Dahili ısıtılmış manifold kalıp
o İzolasyonlu sıcak yolluk kalıbı
Bu gruplara ilaveten, kalıp dizancıları ve sistem üreticileri bu grupların
karışımlarını da kullanır.
13.3.1-) Harici Isıtılmış Sıcak Manifoldlu Kalıp:
 Avantajları;
o Isıtılmış yolluk kesitinden tamamen erimiş polimer akışı sonucu
kapıya iyi basınç transferi.
o Diğer sıcak yolluk sistemleriyle karşılaştırıldığı zaman, besleme
sisteminde ufak yolluk sistemi nedeniyle plastiğin bekleme sisteminde daha az
beklemesi ve bunun sonucu daha az polimer bozunması oluşması.
o Termal olarak ayarlanıp çalıştırıldığında sabit verim.
 Dezavantajları;
o Sızdırmazlık yatağındaki polimer sızıntısına eğimli olması için ilave
kalıp servisine ihtiyaç vardır. BeCu sızdırmazlık contalarını her makine çalışmasında
değiştirmek gibi.
o Manifold bloğunun kullanılmadan ön ısıtılması. Isıtılma yaklaşık 0,75
saat/makine alır.
o Dizaynın genel ısıtılmasından dolayı her kalıp boşluğunun polimerle
besleme kontrolü sınırlıdır. Eğer besleme kontrolü herhangi bir kalıp boşluğu için
ayarlanmaya ihtiyaç duyarsa kapı geometrisi ve sızdırmazlık contalarının delik çapı
buna uyacak şekilde değiştirilir.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 57 -
Şekil 13.1 Tipik harici ısıtılmış sıcak manifoldlu kalıp
13.3.2-) Dahili Isıtılmış Manifold Kalıp:
 Avantajları;
o Her kalıp boşluğuna iyi kalıp doldurma kontrolü.her bir kapının
arkasında münferit olarak ısıtılan ve kontrol edilen ısıtıcı çubuklarla bütün kalıbın
hassas ve balanslı kalıp doldurma kontrolü sağlanır.
o Kapı problemlerinde azalma.
o Her baskıda hassas baskı kontrolü.
o Bozuk kalıp boşluğunu, münferit olarak ısıtma çubuğunun elektriğini
kapatarak devre dışı bırakabilmek.
 Dezavantajları;
o Sıcak yolluk bloğundan gelen kirlenme. Her distribütör sonunda kör
nokta vardır eğer burada polimer soğuyup sertleşmezse bozunma oluşur.
o Kullanım esnasında renk kirlenmesi gözlenir. Özellikle renk değişimi
hesaplanmazsa bu kirlenme olur. Kör noktaların ve polimerin aktığı kanallardaki
polimer kabuğunun kombinasyonu bütün renk kirlenmelerinin kaynağıdır.
o Kullanım esnasında ısıtma çubuğu ucunda kırılma ve eskime
oluşması. Çubuk eğer yeterli desteklenmezse çubuk ucu kapı duvarıyla kolayca
bozulur.
o Kapının bloke olması. Bozunuma uğramış polimer ve yabancı
maddeler genellikle çubuk ucuyla ve kapı duvarı arasında birikir ve
sonuçta kapının bloke olmasına neden olur.
Şekil 13.2 Tipik dahili ısıtılmış sıcak manifold kalıp
13.3.3-) İzolasyonlu Sıcak Yolluklu Kalıp:
 Avantajları;
o Yolluk sistemi kolayca açılıp temizlenebilir ve bunun sonucu çok az
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 58 -
malzeme ve renk kirlenmesi gözlenir. Besleme sisteminin temizlenmesi kalıp makine
üzerindeyken yapılır.
o Kalıbı çalıştırmaya başlama süresi diğer sıcak yolluk sistemlerine
göre daha kısadır.
o Diğer sıcak yolluk sistemlerine göre bu kalıbın yapımı daha
ucuzdur.
o Termal olarak dengesiz polimerler bu sistem kullanılarak işlenebilir.
 Dezavantajları;
o Yolluk sisteminin donması. Üretim esnasında durma nedeniyle
besleme sistemi donar. Tekrar üretime başlamadan önce yolluk sisteminin
temizlenmesine ihtiyaç vardır.
o Daha önceki baskıdan kapıda donmuş malzemenin kalarak
kapıyı bloke etmesi. Problemin giderilmesi için her kapının arkasına fişek rezistans
yerleştirilir. Sorun giderilir ancak maliyet artar.
o Yolluk sisteminde basınç kaybı yüksektir. Oldukça büyük yolluk
çapının sonucunda besleme kanalında erimiş polimerin fazla sıkıştırılmasından
dolayı fazla basınç düşmesi oluşur.
Şekil 13.3 Tipik izolasyonlu sıcak yolluklu kalıp
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 59 -
BÖLÜM–14. MAÇALI (UNDERCUT) KALIP:
14.1-) Tanım: Maça kalıbın, parçanın dışarı atılmasına engel olan veya
direnen parçasıdır. Parçanın kalıptan dışarı atılması için bu maçayı oluşturan kalıp
parçasının, parça dışarı atılmadan önce geri çekilmelidir.
14.2-) Maçanın Geri Çekilmesi: Maça sistemi parçanın dışarı atıldığı hattan
dışarı çekilir. Kalıp ana plakası içinde yeterli alan maça çekme mekanizmasını
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 60 -
yerleştirmek ve mekanizmayı işlemek için gereklidir. Maça sistemini çekmek için
yeterli hareket gereklidir.
14.3-) Maça Çalışma Metotları:
14.3.1-) Hareketli Maça Çalışma: Hareketli maça sistemi en çok kullanılan
maça çekme metodudur. Ucuz olarak satın alınabilen ve kolayca montaj edilebilen
standart kalıp parçasıdır. Dört temel parçadan oluşur;
o Konik pim
o Maçayı tutan blok
o Baskı parçası
o Hareketli maça
14.3.2-) Hareket Kaybetmiş Maça Pimi: Bunlara görünüşlerinden dolayı köpek
ayağı maça pimi de denilir. Kalıp açılması esnasında maça açılımında gecikme
istendiği zaman kullanılır. İçinde çıkıntısı olan parçanın kalıbın istenilen yarısında
dışarı atılması işlemi için kalması durumunda kullanılır.
14.3.3-) Hareketli Kenarlar: Maçanın minimum yan hareketi istendiği zaman
sıkça kullanılır. Parça kumluysa, ters basılacak parçada eğim varsa veya çok küçük
maça hareketi isteniyorsa kullanılır. Dört temel parçadan yapılmıştır;
o Hareket kenarları
o Kenar maça bloğu
o Blokların kaydığı kenarlar
o Kenarın geri dönüşü
14.3.4-) Hidrolikle Çalışan Maça: Modern makinaların çoğu hidrolikle çalışır.
 Avantajları;
o Kalıbın kullanımı esnasında kolayca kontrol edilir ve ayarlanabilir.
o Yüksek kapanma gücü kullanılabilir ve bu gücün kullanma süresi
ayarlanabilir.
 Dezavantajları;
o Yüksek kapanma basıncında yavaşlatılarak kapatma sağlamak
zordur.
o Hidrolik sistem kirlidir ve çalışma bölgesini kirletmeye eğilimlidir.
14.3.5-) Pnömatikle Çalışan Maça: Pnömatiği hidroliğin yerine kullanmak daha
ucuz bir alternatif olarak görülebilir. Fakat bazı problemler vardır.
 Avantajları;
o Hızlı maça hareketi. Pnömatik sistem hızlı ve etkin şekilde çalışır.
Hızlı baskı yapıldığında bu sistem uygulanır.
o Temizlik. Filtrelenmiş hava kullanıldığında pnömatik sistem temiz
oda uygulamasında kullanılabilir.
o Ucuzluk. Pnömatik parçalar daha ucuzdur.
 Dezavantajları;
o Düşük maça kapama kuvvetine sahiptirler.
o Gürültü, pnömatik sistemin kullanımı esnasındaki çıkan egsoz gazı
nedeniyledir. Pnömatik gürültü oldukça yüksek seviyededir.
o Nem. Sıkıştırılmış havadan dolayı fabrika içinde buharlaşmış hava
bulunur ve bunun için kompresör fabrikanın dışına konulur.
o Basınç dalgalanması. Pnömatik hat basıncında bir yönde isteğe
göre değiştirilmesiyle farklılık oluşur. Basınç düşmesi maça kapatma hızını ve
kuvvetini düşürür. Basınç artmasında da bunun tersi olur.
14.3.6-) Elektro-Mekanik Hareketli Maça: Elektrik motoru genellikle maçayı
hareket ettiren vida mekanizmasında bulunur. Kalıp kapandığında maçayı ileriye
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 61 -
doğru hareket ettirirken, parça basıldıktan sonra geriye doğru hareket ettirir ve mikro
sviçe gelindiğinde elektrik motoru kapanır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 62 -
BÖLÜM–15. PLASTİK MALZEME SEÇİMİ:
15. MÜHENDİSLİK PLASTİKLERİ VE KARŞILAŞTIRMALI ÖZELLİKLERİ:
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 63 -
Mühendislik Plastiklerinin Seçiminde Kullanılan Temel Kriterler:
 Mekanik Özellikler
 Darbe Mukavemeti
 Boyutların Kararlılığı
 Sıcaklık Mukavemeti
 Kimyasal Mukavemet
 Alev Geciktiricilik
 Elektriksel Özellikler
 Sürtünme ve Aşınma
 İşleme Özellikleri
 UV Mukavemeti
 Yüzey Sertliği
 Yüzey Görünümü
 Maliyet
Mühendislik Uygulamalarında Plastiklerin Sağladığı Avantajlar:
 Parça Konsolidasyonu
 Montaj Kolaylıkları
 Boyama ve yüzey işlemlerinin ortadan kalkması
 Yüksek Mukavemet/Ağırlık oranı
 Kimyasal Mukavemet
 Darbe Mukavemeti
 Yaygın kullanılan mühendislik plastiklerinin karşılaştırmalı özelikleri
aşağıdaki grafiklerde verilmiştir;
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
HACİM KALIP TASARIMI
Makine Tasarımı Dersi
Sayfa No: - 64 -
Çekme Mukavemeti (MPa)
Kopmada Uzama (%)
Takviyeli Mühendislik Plastikleri
Tablo 15,1 Plastik Malzemelerin Kimyasal Özellikleri
UL
Eğilme
Kimyasal Alev
Boyutların Işık
Fiyat
Endeksi Modülü
İşlenebilirlik
Kayganlık
Mukavemet Geciktiricilik
Kararlılığı Geçirme
(DM)
°C
Gpa
Bazı
PP
1,3
8
4
8
6
5
1,50
Cins
Bazı
ABS 60-80
1,9-2,7 6
5
10
8
2
2,70
Cins
Bazı
PA 95-105 1,2-3,2 8
8
8
3
10
5,20
Cins
PPO 50-105 1,8-3,1 2
7
2
6
Yok
2
8,00
PC 115
PBT
150
PET
POT 90
2,3-3,2 4
9
5
9
Var
2
6,20
1,8-3,7 9
10
8
6
Yok
8
6,00
2,9
1
8
6
Yok
9
4,60
10
Tablo 15,2 Plastik Malzemelerin Birim Fiyat ve Yoğunlukları
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
HACİM KALIP TASARIMI
Makine Tasarımı Dersi
Sayfa No: - 65 -
Fiyat
Yoğunluk
(DM/kg) G/cm
Fiyat
(DM/dm)
%30 CE Fiyat Yoğunluk
(DM/Kg)
G/cm
Fiyat
(DM/dm)
PP
1,50
0,9
1,35
3,30
1,11
3,63
ABS
2,70
1,04
2,81
-
-
-
PA 6
4,80
1,13
5,42
5,00
1,36
6,80
PA 66
5,20
1,14
5,93
5,50
1,37
7,54
PPO
8,00
1,06
8,80
9,00
1,27
11,43
PBT
6,00
1,31
7,86
6,00
1,53
9,18
PC
6,20
1,20
7,44
8,50
1,42
12,07
POM
4,60
1,42
6,53
-
-
-
Sık Kullanılan Mühendislik Plastikleri ve özellikleri:
Polietilen, PE:
Avantajları
Ucuz
Bazı türleri sterilize
Farklı yoğunluklar
İyi kimyasal dayanım
Hafif
Film halinde şeffaf
Kaba yapılı
Toksik değildir
Dezavantajları
Bazı solventlere duyarlı
Yüzeyi yumuşaktır
Ağır yanar
Özellikleri
Yüksek ve Alçak yoğunluk olarak iki türü
vardır; LDPE, HDPE
Polipropilen, PP:
Uygulama Alanları
Film, çanta, torba
Karton kaplama
Buzdolabı kutuları
Endüstriyel kovalar
Kablo, tel yalıtımı
Deterjan şişeleri
Oyuncaklar
Büyük süt kapları
Biçimlendirme
Enjeksiyon
Ekstrüzyon - Levha, ip, boru
Thermoforming
Üfleme kalıpçılığı
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Avantajları
Ucuz
Isı dayanımı iyi
Buhar ile sterilize edilebilir
Yüzeyi serttir
Elektrik özellikleri iyi
Düşük su emme
Film halinde şeffaf
Kaba
Toksik değil
Dezavantajları
Bazı solventlere hassas
Enjeksiyonda ölçü toleransı zor
Sadece ince kesitlerde saydam
Çarpılma
Ağır yanar
Özellikleri
Uygun üretimde aşınmaya dayanıklı
Güçlendirilebilir
Uygulama Alanları
Otomobil parçaları
Oyuncaklar
Ev eşyaları
Alet tutamakları
Sandalye, oturma grupları
Şişe kasaları
Taraklar
Hastane gereçleri
İp, Paketleme filmi
Biçimlendirme
Levha ekstrüzyonu
Profil ekstrüzyonu
Enjeksiyon
Vakum ile şek.
Üfleme kalıpçılığı
Film Kaplama
İp, şerit ekstrüzyonu
Poliamid, PA:
Avantajları
Toksik değil
Yüksek ısı performansı
Talaşlı imalata uygun
Bir çok solvente dayanır.
Sürtünmeden az etkilenir
Mekanik özellikleri iyi
Dezavantajları
Yüksek su emme oranı
Bazı türleri yanmaya elverişli
Bazı türleri güneşten etkilenir
Saydam türü yoktur
Özellikleri
Naylon adıyla da bilinir
Çok iyi sürtünme dayanımı
Mekanik dayanımı artırmak için cam ile
güçlendirilebilir.
Poliamidler (Naylonlar), PA:
Uygulama Alanları
İp
Tarak, plastik fırça ipleri
Perde bağlantı parçaları
Takım kutuları
Bot bağlantı parçaları
Kam, dişliler
Hassas parçalar
Biçimlendirme
Enjeksiyon
Dökme
Kaplama, daldırma
Üfleme kalıpçılığı
Profil ekstrüzyonu
Sayfa No: - 66 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Avantajları
Sertlik
Tokluk
Yorulma Mukavemeti
Sünme Mukavemeti
Alev Geciktiricilik
Elektriksel Yalıtım
Kimyasal Mukavemet
Aşınma Mukavemeti
Düşük Sürtünme Katsayısı
Gıda Tüzüğüne Uygunluk
Dezavantajları
Higroskopik (Nem, mekanik özellikleri ve
boyutları etkiler
Çentiğe Duyarlı
Düşük sıcaklıklarda darbe Mukavemeti
UV Mukavemeti
Kuvvetli asitlere Mukavemet
Yapıştırma Güçlüğü
Yerine Kullanılabilir
Metaller
POM (Sıcaklık)
PC (Yük Altında çatlama)
Sayfa No: - 67 -
Uygulama Alanları
Otomotiv
Konnektörler
Fanlar
Fan Kapakları
Radyatörleri
Depolar
Jant Kapakları
Monifolt
Dış Aynalar
Kablo Bağlayıcı
Elektrik/Elektronik
Sigortalar
Konnektörler
Switchler ve röleler
Motor Sargı Makaraları
Wall Sockets
Elektrikli Motor Kaplama
Kaynak Aleti
Çeşitli
Ofis Mobilyaları
Spor Mobilyaları
AkrilonitriButadienStren, ABS:
Avantajları
Düşük fiyata üstün mekanik mukavemet
özellikleri
Düşük sıcaklıklarda bile darbe mukavemeti
Kimyasal direnç
Sert ve rijit
Kolay proses edilebilirlik
Güzel görünüm
Çeşitli renkte üretim
Düşük/yüksek parlaklık, pürüzsüz/pürüzlü
yüzey kalitesi
Gıda tüzüğüne uygun
Boyanabilir, kaplama yapılabilir
Dezavantajları
Opak
Biçimlendirme
Enjeksiyon
Ekstrüzyon
Blow Molding
Özellikleri
Çok geniş bir alanda kullanılan çeşitli türleri
vardır
Esnek ve sert olarak üretilebilir.
Polistren, PS:
Uygulama Alanları
Genel plastik enjeksiyon parçalar
Bilgisayar kabinleri
Video, müzik seti
Telefon
Ofis gereçleri
Tükenmez kalemler
Taşıma, otomotiv
Stop lambası kabini
Gösterge paneli
Konsol
Koltuk kabini
Kapı panel destekleri
Ön ızgaralar ve aynalar
Beyaz eşya
Elektrikli süpürge kabini
Mutfak robotu gövdeleri
Kontrol panelleri
Buzdolabı kapı sapları, panolar
Ekstrüzyon
Buzdolabı iç gövdeleri
Masa panelleri
Bazı gıda ambalajları
Opak levhalar
Duş panelleri
Kapılar
Bavullar
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Avantajları
Toksik değil
Düşük su emme
İyi elektrik özelliği
İyi renk özelliği
Sert
Şeffaf türü var
Yüksek yüzey parlaklığı ucuz
Dezavantajları
Güneş ışığından etkilenir
HIPS ve MIPS türleri mattır
Bazı solventlerden etkilenir
Basınç altında kırılabilir
Yüksek ısı dayanımı Yoktur
Özellikleri
En iyi özelliklere sahip olan en ucuz plastik
türüdür
Üretim yöntemi kolaydır
Sayfa No: - 68 -
Uygulama Alanları
Paketleme ve koruma Tükenmez kalem
Atılabilir içecek kutuları Radyo, TV kabinleri
Buzdolabı iç gövdeleri
Buzdolabı yiyecek kutuları
Biçimlendirme
Enjeksiyon
Ekstrüzyon
Vakum ile şek.
Üfleme kalıpçılığı
EPS
Yüksek Darbe Dayanımlı Polistren; High Impact Polystren (HIPS) uygulama alanları:
 Elektronik ürünler
 TV, Audio, Video kabinleri
 Kasetler, Floppy diskler
 Bilgisayar aksesuarları
 Ambalaj
 Gıda paketlemesi
 Oyuncak ve giysi paketlemesi
 Beyaz eşya
 Buzdolabı gövde ve kapı plastikleri
 Buzdolabı yiyecek kutuları ve aksesuarları
 Kapı rafları
 Sağlık / Tıp
 Pipetler ve hijyenik Kaplar
 Kozmetik ürünler
 Diş fırçası
 İnşaat
 İzolasyon panelleri
 Duş panelleri
 Aydınlatma
 Filmler
 Oyuncakla
Polivinilklorit, PVC:
Avantajları
Uygulama Alanları
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Ucuz
RPVC için iyi darbe dayanımı
İyi aşınma dayanımı
Şeffaf türü var
İyi kimyasal dayanım
Bazı türleri hava şartlarına uygun
Dezavantajları
Bazı türlerinin toksik etkisi vardır
Enjeksiyon ile kalıplama özel bir proses
gerektirir.
Özellikleri
Çok geniş bir alanda kullanılan çeşitli türleri
vardır
Esnek ve sert olarak üretilebilir.
Paketleme, film, şişe
Eldiven kaplama
Oyuncak
Ayakkabı, bot
Yalıtıcı Duvar kaplama
Boru, tank
Yağmur suyu yönlendirme elemanları
Biçimlendirme
Plastisol kaplama
Film ekstrüzyonu
Vakum ile şek.
Kaplama, daldırma
Levha ekstrüzyonu
Profil ekstrüzyonu
Polimetilmetakrilat, PMMA:
Avantajları
Talaşlı imalatı kolay
Elektrik yalıtımı mükemmel
Optik düzeyde şeffaf
Hava şartları dayanımı mükemmel
Toksik değil
İyi renk özelliği
Dezavantajları
Bazı türleri kırılgandır
Kalıplama işlemi zor bir prosestir
Bazı solventlere karşı hassastır
Isıl genleşme fazladır
Özellikleri
Dış hava şartlarına iyi dayanır
Mükemmel ışık geçirme özelliği nedeni ile
lens yapılır
Uygulama Alanları
Reklam panoları
Otomobil reflektörleri
Rozetler
Banyo küvetleri
Lensler
Tuş, tutamaklar
Rüzgar camları
İsim plakaları
Biçimlendirme
Dökme levha
Enjeksiyon
Vakum ile şek.
Levha ekstrüzyonu
Profil ekstrüzyonu
Poliasetal, POM:
Avantajları
Sayfa No: - 69 -
Uygulama Alanları
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Düşük su emme
Yüksek mekanik dayanım
İyi renk özelliği
Sürtünmeden az etkilenir
Organik solventlere dayanır
Yük altında düşük esneme
Dezavantajları
Oldukça pahalı
Özgül ağırlığı fazla
Saydam türü yok
Çevreden gelen kokulardan etkilenebilir
Özellikleri
En önemli yaylanabilen plastik türüdür
Perçinlenebilir
Küçük metal parçalar yerine kullanılabilir
Sayfa No: - 70 -
Aerosol kutuları
Paketleme
Zincirler ve taşıyıcılar
Valfler
Otomobil parçaları
Kapı tutamakları
Pompa pervaneleri
Küçük mekanik parçalar
Dişliler
Biçimlendirme
Enjeksiyon
Levha ekstrüzyonu
Şişirme kalıpçılığı
Polietilen Tereftalat, PET:
Avantajları
Sertlik
Sünme Mukavemeti
Alev Geciktiricilik
Elektrik Yalıtımı
Boyutların Kararlılığı
Uzun Süreli Isı Mukavemeti
Kimyasal Mukavemet
Düşük nem emme
Gıda tüzüğüne uygunluk
Yüksek yüzey parlaklığı
Parlak renkler
Dezavantajları
Suya Mukavemet
T > 80°C
Kuvvetli asitlere Mukavemet
Kopmada Uzama
Yerine Kullanabilirlik
Metaller
Termosetler
PBT (Sıcaklık, renk karalılığı)
PA (Sıcaklık,boyut kararlılığı)
POM (Sıcaklık)
PC (Yük altında çatlama)
Uygulama Alanları
Elektrik/Elektronik
Sigortalar
Konnektörler
Overmolding
Elektrik Motorları
Otomotiv
Distribütör Kapakları
Kapı Kulpları
Silecek Parçaları
Beyaz Eşya
Ütü Tabanı
Fırın Kulpları
Izgara ve Mikro dalga fırını gövdeleri
Isıtıcı Valfleri
Çeşitli
Spotlar
Pompa Gövdesi
Elektrikli iş aletleri gövdesi
Polikarbonat, PC:
Avantajları
Uygulama Alanları
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sertlik
Geniş Termal/Mekanik Özellik Aralığı
Darbe Mukavemeti
Şeffaflık
Optik Özellikler
Yüzey Görünümü
Gıda Tüzüğüne Uygunluk
Boyutların Kararlılığı
Parlak Renkler
Dezavantajları
Kullanım Sıcaklığı
(T < 145°C)
Yük altında Çatlama
Çizilme
Yerine Kullanılabilir
Metaller
PMMA,PS
(T > 100°C)
Cam
Sayfa No: - 71 -
Elektrik/Elektronik
Aydınlatma
Lamba Gövdeleri
Konnektörler
Switchler
Elektrik/Elektronik Parça Gövdesi
Outdoor Power Plugs
Açıkhava Işıklandırma Teçhizatı ve Elektrik
Prizleri
Röleler
Wiring Devices
Ofis/İş Makinaları
Beyaz Eşya
Şeffaf kap ve gövde
Buzdolabı kapakları
Buzdolabı rafları
Çeşitli
Otomotiv dış Komponentler
Yiyecek Kapakları
Optik Uygulamaları
Compact Disc (CD)
Elektrik iş aletleri gövdesi
Tabela
Medikal gereç komponentleri
Polibutilen Teraftalat, PBT:
Avantajları
Sertlik
Darbe Mukavemeti
Sünme Mukavemeti
Alev Geciktiricilik
Elektrik Yalıtımı
Kimyasal Mukavemet
Uzun Süreli Sıcaklık Mukavemeti
Boyutların Kararlılığı
Düşük nem emme Oranı
Düşük Sürtünme Katsayısı
Yüksek Yüzey Parlaklığı
Parlak Renkler
Dezavantajları
Suya Mukavemet (T > 80°C)
Kuvvetli Asitlere Mukavemet
Kopmada Uzama
Yerine Kullanılabilir
Metaller
Termosetler
PA (Boyutların kararlılığı sıcaklık)
POM (Sıcaklık)
PC (Sıcaklık,kimyasal mukavemet,yük altında
çatlama)
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 72 -
BÖLÜM–16. KALIP MALZEMESİ SEÇİMİ:
16.1-) PLASTİK KALIPLARINDA ÖNSERTLEŞTİRME VE NİTRÜRASYON’UN
ÖNEMİ:
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 73 -
Plastik kalıplarında önsertleştirilmiş çelikler kullanılır. Önsertleştirme Takım
Çeliğinin üretimi esnasında ısıl işlemden geçmesidir. Önsertleştirme, kalıp imal
edildikten sonra ısıl işleme girmemesi için gereklidir. Çünkü ısıl işlem sırasında
malzemelerde çarpılma ve çatlama oluşuyor. Bu da kalıbın imal edilen ölçülerin
dışına çıkması, hassas toleransların kaybolması anlamına gelir.
Enjeksiyon kalıplarında kullanılacak olan Takım Çeliklerinde işlenebilirliğin
rahat olabilmesi için alaşım içine belli oranlarda kükürt ilave ediliyor.
Plastik Kalıp Çelikleri çok iyi nitrürlenen çeliklerdir ( Nitrürasyon, malzemenin
yüzey bölgesine azot emdirilmesi diyebileceğimiz “azotça zenginleştirme” – N
difüzyonu ) esasına dayanan bir yüzey sertleştirme işlemdir ). Nitrürasyon plastik
kalıplarında çok kullanılır. Nitrürasyon kalıpta yüzey sertleştirmenin yanı sıra,
sürtünmeyi ortadan kaldırır, malzemenin kolay akışını sağlar, aşınmaya karşı dirençli
olur, kalıbın ömrünü artırır.
Kalıbın çalışma sıcaklığına göre belirli aralıklarla Nitrürasyon yapılır ( ayda bir
balım yapılır ). Nitrürasyon olan kalıp içeride daha yumuşak ( 40 HRC ), dış yüzeyde
ise daha serdir ( 62 HRC ).
16.2-) Plastik Kalıp Takım Çeliklerinin Seçiminde Dikkate Alınması Gereken
Hususlar:
 Kalıp Büyüklüğü;
 İşlenebilirlik;
 Kaynak Edilebilirlik;
 Nitrürleme - Yüzey Sertleştirme;
 Desen uygulamaları;
 Beklenen Baskı Sayısı;
 Parlatılabilirlik;
 Hafiflik;
 Kalıp Hamili ve Destek Plakaları;
 IsıI İletkenlik;
 Plastiğin enjekte sıcaklığı;
 Enjekte edilen plastiğin kalıp içerisinde durma süresi;
 Plastik malzemenin aşındırıcılık özelliği;
 Plastik malzemenin korozif özelliği;
16.2.1-) Kalıp Büyüklüğü: Kalıp ölçüleri büyüdükçe, kalıp çeliğinden daha
yüksek tokluk talep edilir. Ayrıca kalıp boyutu arttıkça ısıl işlem ile sertleştirme,
çarpılma/ölçü değişimi sorunu nedeniyle giderek zorlaşır. Bu yüzden, kalıp boyutu
büyüdükçe önsertleştirilmiş plastik takım çelikleri tercih edilmelidir. Önsertleştirilmiş
malzemelerden Impax Supreme ve Holdax 30-35 HRc aralığında bir sertliğe sahiptir.
Bu çelikler, bu sertlik ile kolayca işlenebilir yada Nitrürleme ile yüzey sertleştirme
yapılarak kullanılır.
16.2.2-) İşlenebilirlik: Önsertleştirilmiş olmalarına karşın Holdax (30-35 HRc) ve
Ramax 2 (yaklaşık 36 HRc) özel olarak bileşimlerine katılan kükürt nedeniyle, bu
sertliklerine rağmen kolay işlenebilen malzemelerdir. Yüksek yüzey kalitesi, yüzey
parlaklığı ve asit dağlanma özelliği istenmediği koşullarda bu malzemelerin kullanımı
büyük bir işleme kolaylığı sağlar.
16.2.3-) Kaynak Edilebilirlik: Kalıplardaki hatalı işleme, dizayn değişikliği yada
tamirat gibi gerekçelerle kalıpların kaynak edilebilirliği son dönemde oldukça önemli
bir hale gelmiştir. Özellikle Impax Supreme, Orvar Supreme, Calmax ve Stavax ESR
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 74 -
gibi plastik kalıp takım çeliklerinin kaynak edilebilirliği aynı bileşimde hazırlanmış
kaymak elektrotları sayesinde oldukça iyidir. Ayrıca bu çeliklerin kaynak sonrası
yüzey kalitelerinde bir bozulma olmamaktadır. Unutulmaması gereken, zorunlu
önısıtma prosedürünün takibidir. Kükürt katkılı Ramax S ve Holdax ise kaynakta iyi
sonuç vermez.
16.2.4-) Nitrürlenme-Yüzey Sertleştirme: Plastik kalıp takım çeliklerinin
kullanımın Nirtürlemenin özel bir önemi vardır. Özellikle önsertleştirilmiş Impax ve
Holdax gibi malzemelerle Calmax, Orvar Supreme gibi meneviş dayanımı gösteren
malzeme yüzeylerinin nitrürlenmesi sonucunda, korozyona dayanıklı, sert tabakalar
oluşturulur. Bu tabakalar özellikle plastiğin kalıba yapışmasını önlediği için tercih
edilir. Sert plastikler sıcak yolluk gibi uygulamalarda aşınma dayanımını arttırmak için
yine nitrürleme uygulanabilir. Nitrürleme sonrası kalıplarda genelde çarpılma
meydana gelmemektedir.
16.2.5-) Desen uygulamaları: Yapı ne kadar homojense o kadar güzel desen
alır. İçyapıları temiz malzemelerin foto-dağlama (asit ile dağlama) ile desen alma
özelliği de iyidir. Özellikle Impax Supreme, Nimax, Orvar Supreme, Elmax, Calmax,
Stravax ESR gibi içyapıları özel proseslerle kalıntılardan arındırılmış ve homojenize
edilmiş çelikler desen için mükemmel sonuç ceren malzemelerdir. Kükürt katkılı
olarak öretilen Holdax ve Ramax 2, parlatma ve foto-dağlama istenen uygulamalarda
tercih edilmemelidir.
16.2.6-) Beklenen Baskı Sayısı: Kalıp kalitesi olarak da anlaşılabilecek kalıptan
beklenen baskı sayısı, kalıbın işlenmesi, ısıl işlemi ve kullanıma dair diğer
parametrelere de önemli ölçüde bağlı olmakla birlikte, kalıp malzemesine de bağlıdır.
Yüksek baskı sayıları için önsertleştirilmiş malzemelerden ziyade sertleştirilerek
kullanılan Yüksek Sertlik Malzemeleri tercih edilmelidir.
16.2.7-) Parlatılabilirlik: Kalıp çeliğinin çok iyi parlatılabilir olması öncelikle
plastik ürünün yüzeyinden beklenen parlaklığı garanti eder. Şeffaf imalat
parçalarından, gözlük camları gibi optik parçalara kadar farklı uygulamalar için farklı
parlaklık sağlayabilen pek çok malzeme bulunmaktadır. İkinci olarak kalıp çeliğinin iyi
parlatılabilirliği baskı sırasında viskoz plastiğin çelik yüzeyindeki gözeneklere
dolmasını yani yapışmayı engellemektedir. Bu malzemelerin mikro yapıları Cüruf Altı
Ergitme işlemi ile denetimli olarak temizlenmiş olmalıdır. Ayrıca bu işlemlere ek
olarak paslanmaz çelik bileşimindeki çelikler de yüksek parlaklık sağlarlar.
16.2.8-) Hafiflik: Kalıpların olabildiğince hafif tutulması istenir. Bu yüzden sert
alüminyum alaşımları plastik kalıpçılığında ve özellikle de şişirme ve vakum
kalıplarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Prodax, ön sertleştirilmiş ve kolay
işlenebilen bir AI alaşımı olmasının yanısıra son derece hafif bir malzemedir.
16.2.9-) Kalıp Hamili ve Destek Plakaları: Kalıp ömrünü ve kalitesini belirleyen
sadece çekirdekte kullanılan çelik değildir. Gerek kalıp hamilleri gerekse de arka
plakalar-destek plakaları çekirdeklerin ömürlerinde belirleyicidir. Buralarda oluşacak
ezilmeler, esnemeler çekirdeklerin oynamasına ve kalıbın rijitliğini kaybetmesine yol
açmaktadır. Ayrıca kalıp hamillerindeki aşınma, ezilme ve esnemeler çapaklanmaya
sebep olur. Bu nedenlerle, kalıp hamillerinin Holdax ve Ramax S gibi önsertleştirilmiş
malzemelerden seçilmesi, destek plakalarında ise 1.1730 gibi kaliteli imalat
çeliklerinin kullanılması önerilmektedir.
16.2.10-) Isıl iletkenlik: Plastik kalıpçılığında soğutmanın önemi çok büyüktür. Dizayn açısından bazı durumlarda, Alüminyum ve Cu-Be alaşımları gibi ısıI iletkenliği
yüksek metallerin kalıp malzemesi olarak kullanılması ya da belli bölgelerin bu tür
malzemelerden yapılması neredeyse zorunludur.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
HACİM KALIP TASARIMI
Makine Tasarımı Dersi
Sayfa No: - 75 -
16.3-) Plastik Kalıplarında Takım Çeliklerinin Kullanım Yerleri:
UHB 11(Karbon Takım Çeliği): İyi işlenebilirlik gösteren alaşımsız takım çeliği
olarak, plastik kalıplarında kalıp hamilleri, kalıp destek plakaları, kalıp taşıyıcısı, üst
ve alt plakalar ile zaman zaman da düşük ömürlü kalıplarda kalıp çekirdeği olarak
kullanılır.
UHB
Teslim
Sertliği
1045 0.46 0.2 0.6 0.035 0.035 200 HRB
ISO/DIN AISI C
UHB11 1.1730
Si
Mn S
P
NIMAX (Önsertleştirilmiş Plastik Kalıp Çeliği): Impax kadar kolay işlenebilen,
buna karşın mukavemet, tokluk, aşınma vs. gibi mekanik özellikleri daha yüksek olan
Nimax, yüksek baskı adedi istenen uygulamalarda çökme, ezilme, aşınma gibi
problemleri engellemek için kullanılır. Parlatılabilme yeteneği ve yüzey işlemlerine
uygunluğu nedeniyle Beyaz Eşya, Otomotiv ve Ambalaj sektörlerindeki görsel
parçaların imalatında ideal bir kalıp malzemesidir. Kolay işlenebilir olması enjeksiyon
kalıplarında özellikle işleme maliyetini düşürmek için tercih edilir.
UHB
ISO/DIN AISI
NIMAX Patent
Kimyasal
Bilesim
Özel Alaşım
Teslim Sertiği
38-40HRc
CALMAX (Krom-Molibden-Vanadyum Alaşımlı Takım Çeliği): Yüksek Tokluk.
İyi Aşınma Direnci. Yüksek Sıvanma Direnci, Kaynak Yapılabilme ve Alevle
Sertleşebilme Özelliklerine sahip özgün bileşimli (Patent) takım çeliği. Uzun ömür
beklenen plastik kalıplarında; sert plastiklerin enjeksiyonunda kullanılır.
UHB
CALMAX
ISO/DIN
Patent
AISI
C
Mn
Patent 0.6 0.8
Cr Mo
0.4 0.5
V
Si
Teslim Sertliği
0.2 0.35 200HRB
PRODAX (Önsertleştirilmiş Al Alaşımı): Hafiflik, çok iyi işlenebilirlik, Homojen
sertlik, yüksek ısıl iletkenlik, Yüksek korozyon direnci, İyi parlatılabilirlik sağlar.
Prodax, kısa ve orta ömürlü plastik kalıpları ile prototip kalıpları için ideal bir
malzemedir.
UHB
ISO/DIN
Prodax 3.4345
Mn
0.1
Mg
2.6
Cr
Zn Cu Al
Teslim Sertliği
0.13 4.3 0.7 kalanı 164-168 HRB
CORRAX (Çökelme İle Sertleşebilir Paslanmaz Takım Çeliği): Hem yüksek
aşınma direnci hem paslanmaz çelik olma özelliğiyle birlikte çok iyi parlatılabilirliği
hem de 50 HRc'ya kadar sadece % 0.08 Ölçü Değişimi ile sertleştirilebilir olması
sayesinde, her türlü plastik kalıpçılığına uygun bir malzemedir.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
HACİM KALIP TASARIMI
Makine Tasarımı Dersi
Sayfa No: - 76 -
Cam elyafı takviyeli plastiklerin sert aşındırıcı plastiklerin şekillendirilmesinde
enjeksiyon kalıplarında kullanılır. Çok ince cidarlı parçalarda, yüksek ölçü hassasiyeti
istenen parçaların kalıplarında kullanılır.
UHB
ISO/DIN
Corrax Patent
C
Si Mn
0.03 0.3 0.3
Cr Ni Mo
12 9.2 1.4
Al Teslim sertliği
1.6 34 HRc
HOLDAX (Önsertleştirilmiş Cr-Mo Alaşımlı Takım Çeliği): 30-35 HRc'ye
önsertleştirilmiş buna rağmen çok iyi işlenebilirlik gösteren, Homojen Sertlik
Nitrürleme ile, Alev ve İndüksiyon ile Yüzey Sertleşebilme özellikleri gösteren hamil
çeliği. Ayrıca destek plakaları, pres takımlarında da kullanılır. Ancak yüksek yüzey
kalitesi istenmeyen uygulamalarda da kalıp çekirdeği olarak kullanılması mümkündür.
Plastik enjeksiyon kalıplarında kalıp hamili ve enjeksiyon plakası, ayrıca parlak yüzey
istenmiyorsa kalıp çekirdeği olarak da kullanılmaktadır.
UHB
ISO/DIN
Holdax 1.2312
AISI
C
Si Mn
4130-35 0.4 0.4 1.5
Cr Mo
1.9 0.2
S
Teslim Sertliği
0.07 290-330HRB
ORVAR SUPREME(Sıcak İş Takım Çeliği): Sert ve takviyeli plastiklerin
enjeksiyon kalıpları ile sıcak yolluklarda çok iyi parlatılabilir bir takım çeliği olarak ısıl
işlem yapılarak kullanılır. Ayrıca plastik enjeksiyon makinalarında (ıslah edilmiş ve
nitrürlenmiş olarak) kovan ve vida olarak kullanılır.
UHB
ORVAR
SUPREME
ISO/DIN
1.2344
ESR
AISI C
Si
H13 0.39 1
Mn
Cr
Mo
0.4
5.3 1.4
V
Teslim Sertliği
0.9 185HRB
PROTHERM (Önsertleştirilmiş Özel Bakır Alaşımları): Çok yüksek ısıl
iletkenliğe sahip. 190 HB'e serleştirilmiş Bakır-Berilyum alaşımıdır. Enjeksiyon ve
şişirme kalıplarında çekirdek malzemesi ve aşınan bölgelerde kullanılır.
HB
Be
Protherm 0.4
Takım Çelikleri;
Ni
1.8
Cu
Kalanı
Teslim Sertliği
190 HRB
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
Uygulama Önerileri:
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 77 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 78 -
BÖLÜM 17. SEÇİMLERİMİZ VE TASARIM:
17.1 PARÇANIN VERİLERİ :
Üretilecek parça seçimi: Ofis Sandalye Arkalık Kapağı
Tasarım
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 79 -
 Parça üretim sayısı (adet/yıl)-(çevrim zamanı)…………..:
 Üretilecek parça malzemesi………………………………...:
 Kalıp malzeme seçimi………………………………… …….:
Kalıp yüzey desenine göre seçim yapıldı.
 Kalıp göz sayısı…………………………………………….… :
 Kalıp sıcak/ soğuk yolluklu……………………………....... :
 Üretim yapılacak makine...………………………………….:
enjeksiyon makinesi
 Kullanılacak soğutma sıvısı………………...………….…. .:
 Parça kesitleri göz önünde bulunduruldu
.
.
.
.
50000
ABS
NIMAX
tek gözlü
sıcak yolluk
Helezonlu
su
Kalıp yapım aşaması
—CNC freze
—Torna
—Konvansiyonel tezgâhlar
Montaj aşaması
Parça basımı
17.2 KALIP TASARIMINDA SEÇİMLERİMİZ:
 Parça Malzemesi: Termoplastiklerden, ABS malzemesi seçildi.
 Kalıp Malzemesi: NİMAX malzeme seçildi.
 Kalıplama metodu: Termoplastik üretiminde kullanacağımız için “enjeksiyonla
kalıplama” metodu tercih edildi.
 Kalıp göz sayısı = 1
 Kalıbımız: iki plakalı sıcak yolluklu kalıp
 Yolluk kesiti: dairesel kesitli
 Yolluk şekli: balanssız yolluk
 Yolluk giriş tipi: fan yolluk girişi
 Yolluk tipi: sıcak yolluk
 İtici: pim itici
 Maça çalışma metodu: hareketli maça
17.3 ABS Malzemesi (AkrilonitriButadienStren):
Avantajları
Düşük fiyata üstün mekanik mukavemet özellikleri
Düşük sıcaklıklarda bile darbe mukavemeti
Kimyasal direnç
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 80 -
Sert ve rijit
Kolay proses edilebilirlik
Güzel görünüm
Çeşitli renkte üretim
Düşük/yüksek parlaklık, pürüzsüz/pürüzlü yüzey kalitesi
Gıda tüzüğüne uygun
Boyanabilir, kaplama yapılabilir
Dezavantajları
Opak
Biçimlendirme
Enjeksiyon
Ekstrüzyon
Blow Molding
Özellikleri
Çok geniş bir alanda kullanılan çeşitli türleri vardır
Esnek ve sert olarak üretilebilir.
Uygulama Alanları
Genel plastik enjeksiyon parçalar
Bilgisayar kabinleri
Video, müzik seti
Telefon
Ofis gereçleri
Taşıma, otomotiv
Stop lambası kabini
Konsol
Koltuk kabini
Kapı panel destekleri
Ön ızgaralar ve aynalar
Beyaz eşya
Mutfak robotu gövdeleri
Kontrol panelleri
Buzdolabı kapı sapları, panolar
Buzdolabı iç gövdeleri
Bazı gıda ambalajları
Opak levhalar
Kapılar
Traktör kabinleri
Traktör kabinleri
17.4 NIMAX (Önsertleştirilmiş Plastik Kalıp Çeliği):
Özellikleri:
Kolay işlenebilirlik, İyi parlatılabilirlik, Saf ve Homojen mikro yapı, Homojen sertlik,
Yüksek tokluk, Kaynak yapılabilme, Nitrürleme ve Sertleşebilme özelliği.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 81 -
Şekil 17.1 İşlenebilirlik özelliği
Uygulamaları:
Nimax, 38-40 HRc sertlik değerine sahip olmasına rağmen son derece kolay
işlenebilen bir takım çeliğidir. Aynı sertlik değerine sahip malzeme grubu içerisinde
en yüksek işlenebilme yeteneğine sahip malzemedir.
Mukavemet değeri yüksek olduğu için çökme, ezilme, aşınma, gibi problemleri çözer,
yüksek tokluğu sayesinde kalıbın servis ömrünü uzatır.
Malzeme iyi parlatılabilme ve desen alma özelliği ile özellikle beyaz eşya, otomotiv
ne ambalaj sektöründe kullanılan kalıplar başta olmak üzere birçok plastik enjeksiyon
uygulamasında dişi ve erkek kalıp olarak kullanılmaktadır. Ayrıca, plastik enjeksiyon
kalıplarında ve plastik presleme kalıplarında da kullanılabilir.
Nitrürleme:
Nimax, çoğu uygulamada yüksek sertlik değerine bağlı aşınma direnciyle Nitrasyon
gereksinimini ortadan kaldırır, ancak ihtiyaç halinde nitrürleme ile yüzey sertliğini
artırmak böylece kalıptaki aşınma, yapışma ve erozyon direncini daha da artırmak
mümkündür. Ancak nitrürleme sıcaklığı en çok 480 0 C olmalıdır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 82 -
Desen oluşturma:
Asitle dağlama yöntemi (Foto- dağlama) ile desen oluşturma giderek yaygınlaşan bir
uygulamadır. Nimax’ın iç yapısı son derece homojen ve temiz olduğu için desen alam
özelliği de son derece iyidir. Segregasyon da bulunmadığı için çok iyi desen alma
özelliği vardır.
Kaynaklanabilirlik özelliği:
İmpax kaynak elektrodu ile ve özellikle de İmpax TIG kaynak teli ile mükemmel bir
kaynaklanabilirlik özelliği vardır.
1. Görünmeyen bölgelerde kaynak:
Küçük parçalar için kaynak işleminden önce ön ısıtmaya gerek yoktur. Ancak kalıp
büyükse 150 0 C’ye kalıp ısıtılarak kaynak edilmeli ve kaynak sonrası yine 150 0 C’ye
kadar yeniden ısıtılmalıdır.
2. Parlatılacak yüzeylerde kaynak:
Ön ısıtma 150 0 C’de yapılmalı kaynak sonrasında 480 0 C’de 2 saat kalıp
menevişlenmelidir.
3. Desen Yapılacak yüzeylerde kaynak:
Ön ısıtma 325 0 C’de yapılarak kaynak sonrasında kalıp 420 0 C’ye ısıtılmalı ve
ardından soğutulmalıdır. Bu işlemden sonra kalıp yeniden 480 0 C’ye ısıtılıp 2 saat
tutularak menevişlenmelidir.
Şekil 17.2 Meneviş eğrisi
Şekil 17.3 Tokluk kıyaslaması
 Desen Verme:
Yöntem sırasında iş parçasının yüzeyi basınçla püskürtülen küçük, yuvarlak
çelik bilye vuruşlarıyla bastırılır. Yüzeye etkiyen her bir vuruş elastik uzamaya neden
olur. Yüzeyde, plastik şekil değişimi nedeniyle şekilli bir görünüm oluşur. Bu şekilli
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 83 -
görünüm parçamızın yüzeyindeki pürüzlü desenin oluşturulması için kalıba, kalıp
yapımı tamamlandıktan sonra, son işlem olarak uygulanır.
Şekil 17.4 Desen Verme
17.5 Kalıp Çalışma Prensibi:
Kesit A-A
Ölçek 1:1
it A-A
ek 1:1
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
HACİM KALIP TASARIMI
Makine Tasarımı Dersi
Sayfa No: - 84 -
Kesit A-A
Ölçek 1:1
Kesit A-A
Ölçek 1:1
Merkezleme Bilezigi
Yolluk Burcu
Üst Tespit Pakasi (Hareketsiz)
Şekil 17.5 Kalıbın Montaj Görünüşü
Disi Plaka
Sogutma Kanallari
Kaliplanacak Parça
Erkek Plaka
Kilavuz Pimi
Merkezleme Bilezigi
Yolluk Burcu
Üst Tespit Pakasi (Hareketsiz)
Itici Plakasi
Itici Destek Plakasi
Disi Plaka
Alt Tespit Plakasi (Hareketli)
Sogutma Kanallari
Kaliplanacak Parça
Erkek Plaka
Kilavuz Pimi
Itici Plakasi
Itici Destek Plakasi
Alt Tespit Plakasi (Hareketli)
Şekil 17.6 Kalıbın Kesit A-A Görünüşü
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 85 -
Şekil 17.7 Kalıbın Maçalarının Görünüşü
1. Dişi ve erkek kalıp enjeksiyon makinesinin kapanma kuvveti etkisiyle
kapatılır. Bu hareketle çevrime başlanır.
2. Çevrim kalıbın kapanmasından parçanın kalıptan çıkmasına kadar
geçen süredir.
3. Enjeksiyon makinesine toz halde beslenen malzeme, helezon dişli
mekanizmasından ileriye doğru sürülürken, aynı zamanda rezistanslar tarafından
ısıtılarak erime sıcaklığına getirilir.
4. Enjeksiyon makinesinden gelen akışkan haldeki plastik malzeme kalıbın
yolluk tertibatından geçerek kalıp boşluğuna dolar.
5. Yolluk kesiti dairesel olduğundan akışkanlık verimi diğer kesitlere
nazaran daha yüksektir.
6. Tasarımı yapılan parçamıza göre yolluk girişi fan yolluk ( 9.7 Fan Yolluk
Girişi, sayfa 31 ) olarak seçildi.
7. Yolluk tipi olarak sıcak yolluk seçildi. Yollukta malzemeyi sürekli sıcak
halde tutması yüksek üretim sayılarında malzeme tasarrufu sağlar.
8. Yolluk tertibatıyla kalıp boşluğuna dolan malzemenin katılaşması için
gereken süre kadar kalıp kapalı kaldıktan sonra kalıp açılır ve parça operatör
tarafından alınarak çevrim tamamlanır.
9. Kalıp kapalı haldeyken kalıbın ısınmasını engellemek ve parçanın
soğutulmasını sağlamak için kalıbın dişi ve erkek kısımlarına açılan kanallarından
geçirilen soğutma sıvısı –genellikle sudur- ve soğutma tertibatıyla soğutulması
sağlanır.
10. Kalıptaki özel sistem hareketli maça tertibatıdır. Bu konik şekildeki,
hareketli maçalardan oluşan bir tertibattır.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 86 -
Maçayı tutan
blok
Hareketli
maça
Pim
Hareketli
plaka
Şekil 17.8 Kalıp Maçalarının Kesit Görünüşü ve Çalışma Prensibi
11. Hareketli maça tırnakların oluşması için tasarlanmış bir mekanizmadır.
12. Maçayı tutan bloğun mavi oklar yönündeki hareketiyle hareketli
maçalarda mavi yöndeki oklar yönünde hareket ederek maçalar açılır. Ve bu suretle
parçanın tırnaklarının çıkması için bir açıklık oluşmuş olur.
13. Kalıp hareketini tamamladığında parçanın maçalarla olan teması
kesilir ve parça sadece pimler üzerinde durur.
14. Pimler üzerinde duran parça operatör tarafından alınır ve bir çevrim
tamamlanmış olur.
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
KAYNAKÇA:
KAYNAKÇA:
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 87 -
U.Ü. Müh.-Mim. Fak.
Makine Mühendisliği Bölümü
Makine Tasarımı Dersi
HACİM KALIP TASARIMI
Sayfa No: - 88 -
 TURAÇLI,H., Enjeksiyon Kalıpları İmalatı, PAGEV yayıncılık, İstanbul,
2003
 KLUZ, J., Çeviren: ERCİ, G., Plastik Ve Metal Döküm Kalıpları, Milli
Eğitim Bakanlığı Mesleki Ve Teknik Öğretim Kitapları, Etüt ve Programlama
Dairesi Yayınları, Balyan Matbaası, Ankara
 AYAR, Ç., Enjeksiyon Kalıplarında Üretim Analizinin Bilgisayar
Ortamında Örnek Bir İçin Simülasyon, Yüksek Lisans Tez, Gazi Üniversitesi,
Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 2002
 ACAR, T., Plastik Enjeksiyon Kalıpları İçin Bilgisayar Destekli Soğutma
Sistemi Tasarımı, Yüksek Lisans Tez, Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü,
Ankara, 2002
 ATAŞİMŞEK, S., Plastik ve Metal Kalıpçılığı Teknikleri, Birsen Yayınevi,
İstanbul, 2002
 UZUN, İ., Erişken, Y., Hacim Kalıpçılığı, Milli Eğitim Basımevi, İstanbul,
1984
 DEMİRCİ, A.Halim, Mühendislik Malzemeleri, Önemli Endüstriyel
Malzemeler ve Isıl İşlemler, Aktüel Yayınevi, Bursa 2004
 ASSAB-KORKMAZ ÇEKİK TİCARET ve SANAYİ A.Ş, Kalıp Çeliği ve
Isıl İşlemi / Genişletilmiş 6. Baskı
 YAVUZ, Nurettin, Modern İmalat Yöntemleri Ders Notları, Uludağ
Üniversitesi Müh. Mim. Fak. Makine Mühendisliği Bölümü, Bursa 2003
 http://kalip.net/forum/index.php?PHPSESSID=3a2f184874af69e648559
774164727cb&board=11.0
 http://kalip.net/forum/index.php?PHPSESSID=3a2f184874af69e648559
774164727cb&board=13.0
 http://www.muhendisim.net/
 http://www.kalipteknolojisi.com/index.php?PHPSESSID=fbe39731da7a
de604f98b0603513db85&board=4.0
 http://www.kalip.net/b2b/tur/index.php?pageid=main
 http://www.turkcadcam.net/rapor/plastik-teknolojisi.html

Benzer belgeler

Enjeksiyon Makinesi Hakkinda

Enjeksiyon Makinesi Hakkinda malzemenin cinsine göre 150 o C  400 o C arasında olabilir. Erimiş plastik erime sıcaklığının biraz altında kalıba basılır. Kalıp içinde açılmış sıvı devir daim kanalları vasıtasıyla soğutulur. Ku...

Detaylı