Bunlardan ve diğer enjeksiyon kalıplama kusurlarından kaçınmak, doğru kalıp üreticini kullanmaya ve bu kusurları yakalayıp giderecek doğru kalite güvencesine sahip bir parça üreticisiyle çalışmaya bağlıdır.
Örneğin otomotiv sektöründe niteliksiz plastik parçalar aracın kalitesini doğrudan düşürür ve hatta insan yaşamının güvenliğini tehlikeye atar.
Bu nedenle, kaynak çizgilerinin oluşum sürecini ve etkileyen faktörleri incelemek ve kaynak çizgilerini ortadan kaldırmanın yollarını bulmak büyük pratik öneme sahiptir.
Kaynak çizgilerinin oluşum mekanizması
Enjeksiyon kalıplama prosesinde plastik eriyiği kalıp gözünü doldururken iki veya daha fazla eriyik akışının ilk karşılaştığı bölümler soğumuşsa tamamen birleşemez; kesişim yerinde bir oluk ve eriyik izleri oluşur.
Plastik ürünlerin “kaynak çizgileri”, erimiş malzemenin iki telinin morfolojik yapısının ve mekanik özelliklerinin birbiriyle temas ettiği, diğer kısımlardan tamamen farklı olan üç boyutlu alanı ifade eder.
Enjeksiyon kalıplı parçalarda en yaygın kaynak hatları iki temel tiptedir:
Bunlardan biri, enjeksiyonla kalıplanan parçaların yapısal özellikleri veya büyük boyutu nedeniyle eriyik akışını ve kalıp dolum süresini azaltmak için iki ya da daha fazla yolluk girişi kullanıldığında, farklı girişlerden boşluğa giren eriyik cephelerinin birleştiği yerde oluşan ve soğuk birleşme izleri olarak adlandırılan izlerdir.
Bir diğeri ise kavite maça ve kesici uçlarla donatıldığında, düşük sıcaklıktaki eriyik bu engeli aşarken iki şeride ayrılır ve iki eriyik şeridi engeli aştıktan sonra yeniden birleşerek sıcak kaynak izleri olarak adlandırılan kaynak izlerini oluşturur.
Plastik ürünlerdeki kaynak izlerinin nedenleri
1. Kapıdan yüksek hızda geçen plastik eriyik doğrudan boşluğa girer, ardından boşluğun yüzeyine temas eder ve sertleşir, ardından sonraki plastik eriyik tarafından itilir, böylece yılan izleri bırakır.
2. Enjeksiyon kalıbı tasarımı çok kapılı bir besleme şemasını benimsediğinde, plastik eriyik akış cepheleri birbirine yaklaşır; delikler ve engeller alanında eriyik akış cepheleri de ikiye bölünecektir; eşit olmayan tekdüze duvar kalınlığı da kaynak izlerine yol açacaktır.
3. Bir yan kapı kullanıldığında ve plastik kapıdan geçtikten sonra durgun malzeme alanı yoksa veya yetersiz durgun malzeme alanı varsa, kolayca sprey izleri üretecektir.
Plastik ürünlerdeki kaynak izleri için çözümler
1. Kapı sayısını azaltın.
2. Kapı konumunu ayarlayın.
3. Füzyon parçasının yanına malzeme taşma kuyuları ekleyin, kaynak hattını taşma kuyularına taşıyın ve ardından çıkarın.
4. Bu parçadaki havayı ve uçucu maddeleri hızla tahliye etmek için kaynak hattı alanındaki egzozu artırın. Plastiğin akışkanlığını artırmak ve ergitme sırasında malzeme sıcaklığını artırmak için malzeme sıcaklığını ve kalıp sıcaklığını yükseltin.
5. Kaynak hattının yerini başka bir yere taşımak için kapıların yerini ve sayısını değiştirin.
6. Enjeksiyon hızını artırın.
7. Enjeksiyon basıncını artırın ve dökme sisteminin boyutunu artırın.
8. Kalıp ayırıcı maddelerin kullanımını azaltın.
9. Kapı ile kaynak alanı arasındaki mesafeyi kısaltın.
10. Geçit konumunu, erimiş plastik geçitten geçtikten sonra pime veya duvara çarpacak şekilde ayarlayın.
11. Geçit formunu, geçit alanında yeterli durgunluk alanına sahip üst üste binen bir geçit veya pabuçlu geçit olarak değiştirin.
12. Plastik eriyiğin ilk enjeksiyon hızını yavaşlatın.
13. Malzeme akış cephesinin hemen oluşması için kapak kalınlığını/kesit alanını artırın.
14. Malzemenin hızlı kürlenmesini önlemek için kalıp sıcaklığını yükseltin.
Eriyik izlerini etkileyen faktörler ve giderilmelerini iyileştirmeye yönelik önlemler
Eriyik izleri plastik parçaların kalitesini önemli ölçüde etkilediğinden, oluşum mekanizmaları ve performans değerlendirmeleri üzerine çok sayıda araştırma yapılmış ve çeşitli çözümler önerilmiştir.
a. Sıcaklığın etkisi
Sıcaklığın artırılması, polimerin gevşeme sürecini hızlandırabilir ve moleküler zincir dolanma süresini azaltabilir, bu da malzemenin ön ucundaki moleküllerin tam füzyonuna, difüzyonuna ve dolanmasına daha elverişlidir, böylece kaynak bağlantı izi alanının mukavemetini artırır.
Eriyik sıcaklığını artırmanın plastik parça yüzeyindeki V-notch derinliğini azalttığı kanıtlanmıştır; eriyik sıcaklığı 220℃ değerinden 250℃ değerine çıkarıldığında V-notch derinliği 7μm değerinden 3μm değerine düşer.
Sıcaklığın, %33 cam elyaf takviyesi içeren PA66 enjeksiyon kalıplı ürünlerdeki birleşme izlerinin çekme kapasitesi üzerindeki etkisi incelenmiş ve şu sonuca varılmıştır: Birleşme izi bulunan ve bulunmayan numunelerin çekme dayanımı, eriyik sıcaklığı arttıkça artmıştır.
Sıcaklık değişiminin kaynak birleşim izlerinin çekme dayanımına etkisi doğrusal değildir; sıcaklık nispeten düşükken (örneğin 70℃) sıcaklığın artmasıyla kaynak birleşim izlerinin çekme dayanımı önemli ölçüde değişir;
Ancak, sıcaklık belirli bir dereceye kadar yükseldiğinde bu değişim nispeten sabittir.
ABS kullanılarak PA66 (35% cam elyaf takviyeli) ile yapılan deneylerde benzer sonuçlar elde edildi.
Simülasyonlar kullanılarak, enjeksiyon kalıplama makinesinin kalıp sıcaklığı ile eriyik sıcaklığının farklı malzemelerin oluşturduğu kaynak izlerinin dayanımı üzerinde aynı etkiye sahip olmadığı bulunmuştur.
Deneyler ve simülasyonların bir kombinasyonu kullanılarak, enjeksiyon kalıplama işlemi parametreleri arasında, eriyik sıcaklığının ABS plastik parçaların kaynak ek yeri izlerinin mukavemeti üzerinde en büyük etkiye sahip olduğu bulunmuştur.
b. Enjeksiyon basıncı ve tutma basıncının etkisi
Enjeksiyon basıncı, plastik eriyiğin doldurulması ve kalıplanmasında önemli bir faktördür. Görevi; plastik eriyiğin kovan, meme, yolluk sistemi ve kalıp boşluğunda akarken karşılaştığı direnci aşmak, eriyiğe yeterli dolum hızı kazandırmak ve enjeksiyonla kalıplanmış ürünlerin kalitesini güvence altına almak için eriyiği sıkıştırabilmektir.
Enjeksiyon basıncının artırılması, akış kanalı direncinin üstesinden gelmeye ve basıncı eriyik cephesine aktarmaya yardımcı olur, böylece eriyik kaynak işaretinde yüksek basınçla kaynaştırılabilir ve kaynak işaretindeki yoğunluğu artırabilir, böylece kaynak işaretinin mukavemeti artırılabilir.
Tutma basıncının arttırılması sadece eriyik moleküler zincirinin hareketine daha fazla kinetik enerji sağlamakla kalmaz, aynı zamanda iki eriyik telinin karşılıklı bağlanmasını teşvik eder, böylece kaynak izi alanının yoğunluğunu ve kaynak izinin mukavemetini arttırır.
c. Enjeksiyon hızı ve enjeksiyon süresinin etkisi
Enjeksiyon hızının artırılması ve enjeksiyon süresinin kısaltılması, eriyik cepheleri birleşmeden önceki akış süresini azaltacak, ısı kaybını azaltacak ve kesme ısısı oluşumunu artıracak, böylece eriyik viskozitesi azalacak ve akışkanlık artacak, böylece kaynak izlerinin mukavemeti artacaktır.
Kaynak ek yeri izlerinin mukavemeti enjeksiyon süresine çok duyarlıdır ve enjeksiyon süresi azaldıkça artacaktır.
Ancak enjeksiyon hızı çok yüksek olduğunda kolayca türbülans (eriyik kırılması) oluşur ve bu durum plastik parçaların performansını ciddi biçimde etkiler.
Genel olarak kaynak çizgisi bulunan parçalarda enjeksiyon kalıplama düşük basınçta ve düşük hızda yapılmalı, ardından plastik enjeksiyon hızı kalıplanan parçanın biçimine göre ayarlanmalıdır.
Uygulamada, üretim döngüsünü kısaltmak ve türbülanstan kaçınmak için, orta ila yüksek enjeksiyon hızı daha sık kullanılır.
Enjeksiyon hızı, kavitedeki eriyiğin akış davranışının yanı sıra kavitedeki basınç ve eriyik sıcaklığını ve ürünün performansını etkiler.
Enjeksiyon hızı arttığında kalıp yolluk sistemi ve kalıp boşluğundaki eriyik akış hızı da artar; malzeme daha güçlü kesmeye maruz kalır, sürtünme ısısı yükselir, sıcaklık artar, viskozite düşer, malzemenin işlenme süresi uzar, kalıp boşluğu basıncı yükselir ve üründeki birleşme izlerinin mukavemeti artar.
Ayrıca parçaların et kalınlıkları arasında büyük fark varsa akışkanın enjeksiyon kalıbı boşluğundan geçerken karşılaştığı direnç de değişir: kalın cidarda direnç düşük ve akış hızı yüksek, ince cidarda ise direnç yüksek ve akış hızı düşüktür.
Akış hızındaki bu farklılık nedeniyle, farklı duvar kalınlıklarından gelen eriyik, farklı yakınsama akış hızları ile ve son olarak kaynak izlerinin oluşumunun yakınsamasında.
Enjeksiyon Kalıplama Projeniz İçin Teklif mi Gerekiyor?ZetarMold mühendislik ekibinden rekabetçi fiyat, DFM geri bildirimi ve üretim zaman çizelgesi alın.
Ücretsiz Teklif İsteyin → Kapsamlı bir genel bakış için Enjeksiyon Kalıplama Eksiksiz Kılavuzumuzu inceleyin.
