Şişirme Kalıpları (Tez)

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNİK EĞİTİM FAKÜLTESİ

TEZİN ADI: ŞİŞİRME KALIPÇILIĞINDA KALIPLAMA METOTLARI

ÖĞRENCİNİN: ADI SOYADI

:

Levent ERTAŞ

ÖĞRETİM YILI

:

2003-2004

BÖLÜMÜ

:

KALIPÇILIK ÖĞRETMENLİĞİ

YÖNETİCİ

:

Çetin KARATAŞ

2003 ANKARA

www.kalipteknolojisi.com

T.C. GAZİ ÜNİVERSİTESİ TEKNİK EĞİTİM FAKÜLTESİ

TEZİN ADI: ŞİŞİRME KALIPÇILIĞINDA KALIPLAMA METOTLARI

ÖĞRENCİNİN: ADI SOYADI

:

Levent ERTAŞ

ÖĞRETİM YILI

:

2003-2004

BÖLÜMÜ

:

KALIPÇILIK ÖĞRETMENLİĞİ

YÖNETİCİ

:

Çetin KARATAŞ

KONTROL İMZASI : 2003 ANKARA


ÖNSÖZ: Hızla gelişmekte olan günümüz teknolojisinde şişirme kalıpçılığı önemli bir yer tutmaktır ve başlıca üretim şekli olarak ta kullanılmaya başlamıştır.Bunun en önemli sebebiyse plastik malzemelerin daha fazla kullanılmaya başlamasıdır.Daha önceden sac ve çelikten yapılan parçaların hem ağır olması hem de maliyetinin yüksek olması sebebiyle artık plastikten yapılması sebebiyle hacim kalıpçılığı ve dolayısıyla şişirme kalıpçılığı önem kazanmıştır. Özellikle zamanın çok değerli olması sebebiyle insanların daha fazla ve daha kısa zaman da parça üretme isteği onları yeni teknoloji arayışlarına itmiştir.Ülkemiz de bu tür yeni arayışlar içindedir.Fakat öncelikle eğitimle ilgili bir takım değişiklikler yapmak zorundadır. Şişirme kalıpçılığı bazı metotlarla yapılmaktadır.Bu konuda teorik ve pratik bilgi yeteri kadar bulunmadığından bu tezin öğrencilere,bu konuda bilgi arayanlara,bilgi ve becerilerini arttırmak isteyenlere,bu dersi anlatacak öğretmenlere faydalı olmasını dilerim.


ÖZET Şişirme

kalıpçılığı

bir

plastik

şekillendirme

yöntemidir.Çocuk

oyuncak

bebekleri,plastik şişeler,tuhafiye malzemesi,içi boş şişeler,bidonlar v.b şekillerin elde edilmesinde kullanılan bir metottur. Ekstrüzyon kalıpçılığında parison, ekstrüzyon dişisinde şekillendirilir ve ekstrüzyon makinasından çıkarılır. Enjeksiyonla şişirme kalıpçılığında,parison enjeksiyon kalıbında ayrı bir parça olarak şekillendirilir.Daha sonra bu parça şişirme kalıbı içinde şişirilir. Yeni bir yöntem olan uzatma şişirme kalıpçılığı,parça şişirilirken aynı zaman da gererek çekilir. Ko-ekstrüzyon ise,çok katlı şişelerin,farklı renklerdeki işlerin yapımında kullanılır. Kullanılan malzeme olarak en ideali alüminyumdur.çünkü hem maliyeti azdır,hem çeliklere göre daha hafiftir hem de ısıyı her yere yayma özelliği yani ısı transferi çeliklere göre daha iyidir.


ÖNSÖZ

I

ÖZET

II

İÇİNDEKİNLER

III

1-GİRİŞ

1

2-ŞİŞİRME KALIPÇILIĞI

2

3-KALIPLAMA METODLARI

4

3-1-Ekstrüzyon şişirme kalıpçılığı

4

3-2-Enjeksiyon şişirme kalıpçılığı

7

3-2-1-Enjeksiyon şişirmenin avantajları

9

3-2-2-Enjeksiyon şişirmenin dezavantajları

11

3-3-Uzatma şişirme kalıpçılığı

17

3-4-Koekstrüzyon şişirme kalıpçılığı

19

3-4-1-Koekstrüder katmanlar

20

3-4-1-1-Yapısal katmanlar

21

3-4-1-2-Fonksiyonel katmanlar

21

3-4-1-3-Yapışkan katmanlar

23

3-4-2-Ko-ekstrüder malzemeler

24

3-4-2-1-Yapısal malzemeler

24

3-4-2-2-Fonksiyonel malzemeler

24

3-4-2-2-1-Bariyer malzemeleri

24

3-4-2-2-2-Yüksek sıcaklık malzemeleri

24

3-4-2-2-3-Görünüm malzemeleri

25

3-4-2-2-4-Muhtelif malzemeler

25

3-4-2-2-5-Yapışkan malzemeler

25

3-4-3-Parça dizaynı

25

3-4-4-Ko-ekstrüzyon ve malzeme seçimi

25

3-4-4-1-Özel dizayn alanları

26

3-4-4-2-Dönüşümlü malzeme

26

3-4-5-Ko-ekstrüzyon ekipmanları

26

3-4-5-1-Ekstrüderler

27

3-4-5-2-Besleme ağırlığı

28

3-4-5-3-Eritme pompası

29

3-4-5-4-Eritme tüpü

30

4-SONUÇ VE İRDELEME

31


KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ


1- GİRİŞ Şişirme kalıpçılığı,içi boş plastik parçaları üretmek için kullanılan bir plastik şekillendirme işlemidir.İş parçası şişirme kalıbında gazla ( çoğu zaman hava ) şişirme işlemine tabi tutulur. En sık karşılaşılan parçalar; çocuk oyuncak bebekleri, yakıt tankları , plastik çiçekler, plastik şişeler, tuhafiye malzemeleri, içi boş şişeler, bidonlar, v.b. içi boş plastik parçalardır.İşlemin yapılışı iki ana temele dayanır.Birincisi,bir preform ( parison ) denilen ön şekillendirilmiş parçayı plastik kalıbında elde etmektir.İkincisi ise; bu parisona basınçlı gaz ( hava ) üflenir ve şişirme işlemi tamamlanır.Basınç parça soğuyana kadar verilir.Bu işlem şişirme

kalıbı

parçalarında

ortak

işleme

yöntemidir.Üretilen

parçanın

iç

yüzey

bozukluklarında parça hurdaya atılır.Çünkü şişirme kalıpçılığında yüzey düzgünlüğü çok önemlidir. Preformu yapma evresini kısaca açıklayacak olursak;öncelikle plastik, bir ekstrüder tarafından eritilir.Bu erimiş plastik , bir plastik kalıbında tüp şekline getirilir.Bu plastik tüpe preform ( parison ) denir. Şişirme kalıbı evrelerine de kısaca deyinecek olursak; plastik kalıbından çıkardığımız preform iki metotla şişirilir ve bu iki şekil şişirme kalıpçılığının iki ana tipini oluşturur.Bunlar ekstrüzyon şişirme kalıbı ve enjeksiyon şişirme kalıbıdır.Ekstrüzyon şişirme kalıbında parisonu şekillendirmek için bir ekstrüzyon dişisi kullanılır ve preformun uçları açıktır.Preformun uçlarını kapatmak için uygulanan en basit yöntem iki parçalı kalıp yapmaktır.Enjeksiyon kalıbında ise preform plastiğin bir maça mili üzerine fışkırtılmasıyla şekillendirilir.Enjeksiyonla kalıplanan preformun altı kapalıdır üstüde kapatma kalıbı ile kapatılır.Preform şekillendikten sonra gerekli kalıba yani ekstrüzyon ya da enjeksiyon kalıbına yerleştirilir ve içine basınçlı hava üflenir.Bu basınçlı hava genellikle şişenin ağzına yerleştirilmiş bir mil içinden yapılır.Basınç , parça kalıp içinde soğuyana kadar uygulanır ve parça itilir.Çıkan parçanın fazlalıkları alınır. Diğer bir şişirme yöntemi olan gererek şişirmede ise bu teknikte önce enjeksiyon ünitesinde bir deney tüpü şekline çevrilen preform daha henüz sıcakken makinanın ikinci


ünitesi

halinde

germe

ünitesinde,ısıtılıp

2

ayrı

eksen

üzerinde

gerdirilerek

yönlendirilir,şişirmeyle kalıplanır,soğutulup kalıptan alınır.En son kullanılan yöntem ise coekstrüzyon şişirme kalıdır.Bu konuya ileriki bölümlerimizde geniş yer ayıracağız. Preformu oluşturma yöntemi bugün gelişmiş makinelerde yapılmaktadır.Bu makineler extrüzyon tabanlı ve ya enjeksiyon tabanlıdır.Bunlar preformu ekstrüzyon tüp ve ya enjeksiyon tüp olarak üretir.Bununla birlikte özel durumlarda her iki yöntem de kullanılır.Örneğin multilayer parçalarda şişirme kalıbı hem ekstrüzyon tabanlı hem de enjeksiyon tabanlı makinelerde yapılabilir.Ayrıca biaxial oriented parçalarda (bunlar pet şişeler, içecek şişeleri) hem enjeksiyon tabanlı hem de ekstrüzyon tabanlı makinelerde yapılabilir.Ayrıca boyun ringi denen yöntemle yapılan parçalarda her iki makinede de yapılabilir. 19. yüzyılda U.S.A da

John h.Breck şişirme işlemleri üzerine ilk çalışan

insanlardandır. Üreticiye yönelik olarak çalışmalarına başlamış bu nedenle Avrupa ya açılmaya çalışmıştır.Fakat bunda başarılı olamamıştır. Şişirme üzerine ilk patentti alabilmeyi başaran S.T Armstrong adlı bir Amerikalıdır. Yayınladığı bildiride bunu resmen açıklamıştır (1851) . 2-ŞİŞİRME KALIPÇILIĞI: İçi

boş

olan

üretilmektedir.Kullanılan

pek

çok

plastik

termoplastik

parçalar

,

malzemenin

şişirme

kalıp

kalıplama

çukuruna

metoduyla

dolması

çeşitli

yöntemlerle olmaktadır.Bunlara gelecek bölümlerde yer verilecektir.İyi tasarımlandırılmış bir şişirme kalıbının uygun tipteki şişirme makinasıyla kalıplanması meydana gelebilecek hataları minimuma indirebilecek en önemli etkenlerden biridir (1). Şişirme kalıplarıyla içi boş plastik şişe ,petler,bidon çanta,tas, çocuk oyuncak bebekleri, yakıt tankları , plastik çiçekler, plastik şişeler, tuhafiye malzemeleri, içi boş şişeler, bidonlar, v.b. içi boş plastik..vb gibi daha birçok parçalar üretilmektedir (2).


U.S.A’da John h.Breck şişireme işlemleri üzerine ilk çalışan insanlardandır. Üreticiye yönelik olarak çalışmalarına başlamış bu nedenle Avrupaya açılmaya çalışmıştır.Fakat bunda başarılı olamamıştır (1). Şişirme üzerine ilk patentti alabilmeyi başaran S.T Armstrong adlı bir Amerikalıdır . Yayınladığı bildiride bunu resmen açıklamıştır (1851) (1). İkinci dünya savaşı sonralarına da gelişen sanayileşmeyle paralel olarak özellikle makine sektöründe büyük atılımlar yapılmaya başlanmış,daha seri ve ekonomik tezgahlar üretilmeye başlanmıştır (1). Şişirme kalıpçılığı milyon dolarlık bir iştir.1980’lerin sonunda , şişirme kalıpçılığı işlemleriyle yapılan plastik reçine tüketimi tüm dünya çapında yıllık ortalama 10 milyar pound civarındaydı.Paketleme başlıca kullanılan bir uygulamadır ve yaklaşık olarak 70 milyar şişe , varil , tank ve konteynır yapımında kullanılmıştır(1). Bununla birlikte şişirme kalıplarıyla üretilen sadece şişe değildir , çocuk oyuncak bebekleri, yakıt tankları , plastik çiçekler, plastik şişeler, tuhafiye malzemeleri, içi boş şişeler, bidonlar, v.b. içi boş plastik parçalardır(3). Paketleme işlemleri 1950’lerin sonuna kadar yüksek yoğunluktaki polietilen elde edilene kadar ciddi şekilde geliştirilemedi.Fakat polietilenin bulunmasıyla paketleme sektörü de gelişme kaydetmiştir(2).


Şekil 1-Temel bir şişirme kalıbı örneği(1) Şekilde basit bir şişirme kalıbı örneği görülmektedir.Kalıp iki yarımdan oluşmaktadır ve bu yarımlara kalıp dişisi denmektedir.Bu dişilerin içine kalıp boşluğu (kalıp çukuru) denilen parçanın dış hatları işlenmiştir.Parison denilen ön şekillendirilmiş parça kalıp kapalı iken içine hava üflenmek şartıyla kalıp çukuruna sıvanır ve parça oluşur.Kalıp iki yarımı şişirme işleminden sonra açılarak parça içinden alınır. 3-KALIPLAMA METOTLARI: Şişirme kalıpçılığında kalıplama metodu olarak iki ana yöntem vardır.Bunlardan birincisi ekstrüzyon kalıplama , ikincisi enjeksiyon kalıplama metodudur.Fakat son dönemlerde gererek şişirme ve en önemlisi de ko-ekstrüzyon şişirme yöntemi de birer şişirme kalıpçığı yöntemi olarak benimsenmektedir.(1) 3-1-Ekstrüzyon şişirme kalıpçılığı: Ekstrüzyon şişirme kalıbında parison ekstrüzyon dişisinden şekillendirilir. Bu dişi şişirilmiş film şekillendirmesinde kullanılan tip ile benzerdir, erimiş malzeme ekstruderden ekstrüzyon yönünü yataydan dikeye değiştiren bir adaptöre akar. Böylece yerçekiminin parçaya homojen etki etmesi sağlanır. Malzeme bundan sonra dişiye girer ve bir mandren etrafında akar böylelikle ekstrudate silindirik olur. Şişirme kalıbındaki dişiler şişirilmiş film üretimindekinden daha kalın duvarlar üretir birçok durumda dişi, mandrenin ortasından aşağıya bir boşluğa sahiptir böylelikle hava silindir malzemenin içine üflenebilir .


Fakat bazı şişirme operasyonlarında, parisonun kapatma parçası olarak yapılan bir giriş yolundan malzeme alttan da şişirilebilir. (1) Şişirilmiş film üretiminde ekstruder kesintisiz çalışır ve film kesintisizdir. Bu genellikle nakil ekipmanının hızlı ve otomatik olarak tarz değiştirmesiyle sağlanır. Şişirme ile yapılmış parçalar kesintisiz değildir fakat ayrıktır. Yani her parça tek tek kalıplanır. Bu yüzden bu ayrık parçaları ekstrüzyonla üretmek için bazı desteklemeler yapılmalıdır. Çünkü ekstrüzyon tabi olarak kesintisiz ( sürekli ) bir işlemdir. (2). Olası bir durum şudur ki: Kalıplama işlem süresi, yeni bir parison yapmak için gereken süreden kısadır. Bu şartlar altında parison, kalıp tarafından zaptedilmelidir, parison şişirilir, parça soğur ve parça itilir. Geçen bu süre içinde yeni bir parison yapılmalıdır hemen hemen bütün uygulamalarda işlem süresi parison yapma süresinden daha uzundur. Bu yüzden ekstruder’ in çıkışı ile kalıplama sürecini birleştiren bazı destekler sağlanmalıdır. İki alternatif benimsenebilir. Birincisi (aralıksız ) ekstrüzyon şişirme kalıbı, ikincisi ise fasılalı ekstrüzyon şişirme kalıbıdır. Fasılalı ekstrüzyon şişirme kalıbı ya karşılıklı alıp verici vida ya da bir biriktirme sistemi kullanırken, sürekli ekstrüzyon şişirme kalıbı kalıplama süresini ekstrüzyon hızına tutturmak ( eşitlemek ) için müteaddit kalıplar kullanılarak yapılır. (1)

şekil 2 sürekli ekstrüzyon şişirme kalıbı örneği(1)


Sürekli ekstrüzyon şişirme kalıbında ekstruder aralıksız olarak çalışır ve ekstruder’ in çıkışı, parisonu yerleştirmek, şişirmek, soğutmak ve fırlatmak işlevine sahip kalıplara birleştirilir. Örneğin; eğer kalıplama süresi parison yapma süresinin iki katından fazla değil ise iki kalıb sistemi kullanılabilir. Bu sistemde hareketli kalıplar kullanılır ve Şekil 2’de gösterilmiştir. Bu sistemde kalıbın biri parisonu zapteder . Bu esnada diğer kalıptaki bir parça soğuyordur. Kalıptan parça fırlatılırken, kalıp parisonu ( ekstruder’ den ) geri çeker. Bundan sonraki adımda, kalıp

parison etrafındaki yerini alırken, kenara alınan kalıp

parçanın soğumasıdır. Süreç kalıp

parçanın iyice soğuyup son olarak fırlatılmasıyla

tamamlanır ve yeni bir parison ortadaki kalıba bağlanarak kalıp kavisine doğru şişirilmesiyle devam eder. Bu metoda bazen doğuş kalıp sistemi denir. Sistemler ikiden fazla kalıpta parisonun sırayla bağlanıp geri çekildiği yerlerde de kullanımdadır. (1) Doğuş kalıp sistemine benzer bir sistemde parison bir bıçakla dişiden kesilir ve şişirilerek soğutulup, itileceği kalıba mekanik bir kol ile transfer edilir. Bu sisteme parison transfer sistemi denir ve oldukça büyük parçaların yapımında ağır kalıpları hareket ettirmek zor olduğundan bu teknik doğuş kalıp tekniğinden daha fazla kullanılır. Bir diğer kalıplama süreci ile ekstruderin çıkışını birleştiren müteaddit kalıplar kullanan sürekli ekstrüzyon kalıbı dönen teker üzerine monte edilmiş kalıplar kullanır.Bu metodta muhtelif kalıplar gereklidir. Bir süre kalıbın biri parisonu bağlamak için kapanırken baştaki kalıp parçayı şişirme durumundadır ve diğer kalıplar parça soğurken kapalı durumdadır. Tekerin etrafında hareketsiz kaldıktan sonra kalıp parçayı fırlatmak için açılır ve yeni bir parison bağlamak için hazırlanır. Bu sistemde tekerin dönme hızı ve tekere monte edilen kalıpların sayısı ekstruder çıkış hızına eşitlenir. Tekerin dikey yerine yatay monte edildiği eşdeğer sistemler geliştirilmiştir (3). Dönen teker sisteminin hareketli kalıp sistemine göre en büyük dezavantajı şudur: dönen teker mekanik olarak çok daha komplikedir ve sistemin bütün ek kalıplarla beraber maliyeti oldukça yüksektir. Dönen tekerin hareketli kalıplara göre avantajı şudur: kalıp süresi ekstrüzyon şişirme oranının ayarlanabilmesinden çok daha uzundur (1). Sürekli ( aralıksız ) ekstrüzyon şişirme kalıbı metodları küçük ve orta ölçekli parçaların ( 8 galona kadar 30lt. ) yüksek üretiminde en uygundur. Küçük parçalarla parison yapım süresi çok kısa ve aynı zamanda kalıplama süresi de kısadır. Bu yüzden müteaddit


kalıplar parisonu bağlamada ve dişi ortamından uzaklaştırmada etkili bir şekilde kullanılabilirler, böylelikle bir diğer kalıp onun yerine geçebilir. Sistemin limiti kalıpların mekaniki hareketidir (1). Eğer parçalar büyükse sürekli ekstrüzyon ile parisonu yapmak için gereken süre nisbeten uzun olacaktır. Bu uzun ekstrüzyon zamanı parisonun aşırı soğumasına neden olacaktır. Bu yüzden etkili bir şekilde şişirilemeyecektir ve kendi ağırlığından dolayı fazla yamulmalar olur. Yamulma bir parçayı gererek ve eğerek bu parçanın ölçmelerinin üzerindeki kontrolünü azaltır veya kalıbı kullanılmaz hale getirebilir. Bundan dolayı parisonu şekillendirme metodu ( ekstrüzyon ) hızından daha hızlı olduğundan dolayı parison metodu kullanılması gerekir. Bu genel şekillendirme iki metodta yapılabilir: Birincisi karşılıklı vida sistemi, ikincisi toplanma sistemi iki sistemde de devamlı olmakla birlikte daha çok aralıklı parison yapılır. Bu metodlarda kullanır (1). Karşılıklı vida metodunda belli bir miktar erimiş granül parisonu şekillendirmek için ekstrüzyon dişisinin arasından enjekte edilir. Bu tarzda bir parision sürekli ekstrüzyon ile çok daha fazla vaki olacak iken 1 veya 2 saniye içinde şekillendirilebilir. Bir dahaki şişirme ve soğutma boyunca, ekstrüzyon vidası geri çekilir ve bir diğer yükü toplar. İşlemin bu bölümü boyunca hiç parison şekillendirilmediğinden parison şekillendirmesi fasılalıdır. Karşılıklı vida sistemi ticari enjeksiyon kalıbıyla benzerdir(2). Eğer şişirme ve soğutma süreleri uzunsa, yeterli malzeme bir sonraki parison darbesi için biriktirildiği zaman vida ağzında durur. Bu durma extruderde bazı kesintilere neden olur. Bu yüzden bir biriktirici kullanan ve bu problemi çözmek için extruderin sürekli çalışmasına izin veren bir diğer metod geliştirilmiştir (1). Biriktirici sistemi de parisonu fasılalı olarak şekillendirir. Biriktirici sistemde malzeme ekstruderden dahili yatağa veya biriktirici içine akar. İşlemin uygun anında yatak içindeki bir şahmerdan granülü dişi içine doğru ilerletir ve fışkırtır. Dişi parisonu şekillendirmek için biriktiricinin çıkışına

monte edilmiştir. Çok büyük

parçalar ( 120gal ( 450litre ) ye

kadar ) biriktirici sistemi kullanarak yapılabilir. Çünkü biriktirici hacmi karşılıklı vida makinesi ile mümkün olan enjeksiyon hacminden çok daha fazla büyüktür ve şahmerdan kullanılan enjeksiyon çok hızlıdır. Bazı sistemler bile biriktiriciyi beslemek için çeşitli


ekstruderler kullanır. Böylece yapılabilen parçaların ölçüleri daha da artırılabilir. Biriktiricilerin çoğunda şahmerdan granülün artmasıyla yükselir(2).

3.2. Enjeksiyon Şişirme Kalıbı Enjeksiyon şişirme kalıbında parison erimiş granülün bir maça mili etrafında ve kalıp kavisine fışkırtılmasıyla şekillendirilir. Parison bu yüzden enjeksiyon kalıplama işleminde ayrı bir parça olarak şekillendirilir. Bu ekstrüzyon şişirme kalıbında yapıldığı gibi parisonun ekstrüzyon dişisi içinde şekillendirilmesi ile zıt bir işlemdir. Enjeksiyon şişirme kalıbı ile ticari enjeksiyon şişirme kalıbı arasındaki benzerlik açıktır. Fark şudur: şişirme kalıbında parison bitirilen bir parça değildir, fakat son şeklini vermek için müteakip bir adıma tabi tutulur. İkinci adım, tabiki, ikinci bir kalıpta parçayı ticari şekline getirmek için şişirmek olacaktır. İki adım arasındaki açık farklardan dolayı, enjeksiyon kalıbıyla yapılan parison bazen önşekil ( preform ) denir (1). İki kademeli işlem sonucu tamamen bitmiş halde şişe veya bidon tipi plastik kapların imal edildiği bir kalıplama tekniğidir.Birinci kademede önce parison hareketli ve için de hava kanalı bulunan bir mandrelin etrafına enjeksiyonla kaplanır. İkinci kademede ise ,parison henüz sıcak haldeyken içindeki mandrelle birlikte şişirme kalıbına aktarılır.Mandrelin içindeki hava kanalına gelen basınçlı hava ile şişirilerek son şekli verilir.parça mandrelden ayrılıp parça alınır (2). Enjeksiyon süresi boyunca ticari enjeksiyon kalıp makinası parisonu meydana getirmek için kullanılır. Kalıp, yerinde maça mili ile kapatılır. Daha sonra granül maça mili etrafında silindirik bir parça şekillendirmek için enjekte edilir. Vida dişleride bu basamakta şekillendirilir. Sonra kalıp açılır, maça mili çıkarılır ve parison itilir. Parison şişirme istasyonuna hala sıcakken transfer edilir veya tekrar ısıtılabilir. İkinci kalıp kapandıktan ve parisonun tepesiyle birleştikten sonra, parisonun içine hava enjekte edilir.(Bu genellikle maça mili içindeki bir boşluk vasıtasıyla yapılır ). Bu, parçayı şekillendirmek için kalıbın iç duvarlarına doğru parisonu şişirilir. Kalıp açılır ve parça itilir. (1) Enjeksiyon şişirme kalıbı sabit olmayan kesitli parisonların şekillendirilmesine müsaade eder. Şekildeki bu esneklik ekstrüzyon kalıbı ile yapılan parisonlardan daha iyi


homojen duvar kalınlığına sahip şişelerin şişirilmesi için bir metod geliştirilmesini sağlar. Parisonun daha fazla şişirilmesi gerektiği köşeler gibi yerlerde, şişirme işlemi doğal olarak ince bölümlere neden olur. Maça pimi şeklinin ve kalıp kavisinin dikkatli dizaynı ile bu yüksek gerilmeleri kompanse etmek için parisonun doğru olanları daha kalın yapılabilir. (1) İstenilen ürünle ilgili parçaya verilecek kap uzunluğu,çap ve kalıp çukur sayısı makinanın fiziksel boyutlarıyla mümkündür.Basıncın merkezine döndürme başının mesafesi, yüzünden, maksimum kap uzunluğu kararlaştırılması gerekir.Uzunluk1/2 ila 12inç’dir.Kutu çapı ise maksimum ¼ ile minimum 1/8 inç arasındadır (5). Maksimum kalıp çukuru sayısı ise normal limitlerde mengene sıkma kuvvetiyle sınırlıdır. Bununla ilgili aşağıda malzemelere göre mengene sıkma kuvvetleri verilmiştir(4). Tablo1. Enjeksiyon Şişirme Kalıplamada Mengene Sıkma Kuvvetleri (5). Kullanım Alanı

Malzeme Cinsi

PSİ/İN2

Tasarım alanında

LDPE

2800

Tasarım alanında

HDPE

3200

Tasarım alanında

SAN ve PS

3800

Tasarım alanında

PP

4100

Tasarım alanında

Polikarbonat

4400

Bilinen 4 tipte enjeksiyon yöntemi vardır. A:Piotrowsky Metodu B:Farkus Metodu C:Moslo Metodu D:Gussoni Metodu(2)


Şekil 3.Enjeksiyon kalıplama yöntemleri (1). Bunlar dan en çok kullanılanı (3 ve 4 istasyonlu olan) Gussoni Metodudur. (Kullanım Alanı %90) (5). 3.2.1. Enjeksiyonla Şişirmenin Avantajları: 1-Kalıplanan şekil şişirme kalıbından sonra son şeklini alarak çıkar.Ayrı yeten çapak alma ,ağız açma ..vb gibi işlemleri yoktur. 2-İstenen ağırlıkta mamulün kalıplanmasını mümkün kılar


3-Kalıplanan şişenin boğaz şekli ile boğaz iç ve dış çapları ve et kalınlıkları hassasiyetle kontrol edilebilir. 4-Simetrik olmayan şekillerdeki kaplara,belirli yerlerinin daha kalın yapılacağı kapları hassas bir şekilde kalıplamak mümkündür. 5-Aynı ağırlıkta ve boyutlarda düzenli kap imaline ,dekorasyon ve otomatik doldurma makineleri ile birlikte kullanma imkanı verir. 6-Extrüzyon-şişirme ile kalıplamada çıkan çapaklar ve hurdaların tekrar kırılarak kullanımı hurda olmadığı için işlem sırasındaki alçaklık kontrolü daha düzgündür. 7-Kullanılan birçok kaplama malzemesi ile extrüzyon –şişirme ile kalıplamaya kıyasla daha berrak,parlak ve kısmi iki yönlü yönlenme sayesinde daha sağlam kalıplanmış parçalar elde edilir. 8- Uzun süreli çalışmalarda ve daha küçük şişelerde en uygundur. 9- Çıkan parçalar hurdasızdır. 10-Üründe yüksek hassasiyet, yani tam şekillenmiş parisonun birbirlerini tutan ve hassas parçalar yapabilmesi daha yüksektir. 11-Duvar kalınlıkları homojendir. 12-Dikiş çizgileri veya daralma işaretleri yoktur ve daha kararlı taban dizaynları, enjeksiyon şişirme kalıbı ile mümkündür. 13-Şeffaflıklar enjeksiyon şişirme kalıbı ile en iyidir. Çünki kristalizasyon daha iyi kontrol edilebilir ve şişirme daha gerilmesiz olabilir. 14-Enjeksiyon şişirme kalıbı, gelişmiş parison dizaynından ve germe şişirme kalıbı ihtimalinden dolayı gelişmiş mekanik özelliklere sahip parçalar üretilebilir.(1-2-3).


3.2.2.Enjeksiyon Şişirmenin Dezavantajları: 1-Kalıp maliyeti yüksektir.Extrüzyon için tipik olarak iki kez konulan çubuk, her kalıp çukuru için ayrı ayrı plastiği enjekte edilmesi zaman kabını önemli oranda arttırır. 2- Yöntem sadece boyunlu kaplarını kapsar. 3- Tutulamayan veya asimetrik kapların, üretimi olamaz 4-Kap boynu,çapı,uzunluğu oranı 1:10’dan az yapılmamalıdır. 5-Minimum kalıp boynu6-8mm’dir. 6-Yüksek basınçta akış,ekonomik zorunluluktur. 7-Maksimum kap boyutu 1 litre;normal kaplarda 300cm3 den az’ dır (1-2-3).

Şekil 4.Üç istasyonlu enjeksiyon kalıbı (1).


Şişenin

oluşturulacağı

plastik

malzeme,

bir

şişirilen

çubuk

üzerinde

enjeksiyonla kalıplanır. Bu etki kalıbın ortasındaki malzemeyi ayırır ve boşluk şişirmeden sonra istenilen şişe şeklinin kalınlığını alacak boyutlarla kusursuz olarak şekil işlenir.(3) Hala eriyik halde iken, parison ve şişirme çubuğu, sıkıştırılan havanın şişirme çubuğunda porisonun içine aşağı doğru hareket ettiği ikinci kalıba transfer edilir. Şişirilen şişe kalıbın duvarlarıyla soğutulur ve katılaşır. Kalıp açılıp şişe sökülür (3). Başlangıçta şişirme çubuğu ve parison, enjeksiyon kalıplama makinasından şişirme kalıbına elle transfer edilirdi. Fakat parison transferi için bir çok metotlar yakın zamanda geliştirilmiştir. Üretim hızını arttırmak için kalıbın birisine veya alternatif olarak şişirme kalıbının diğerine oturtulması gibi bir çok metot vardır (3).

Şekil 5. Isıtma modülünde parisonlar (1).


Şekil 6. Şişe şekli değiştirilmediği zaman Eco-Shell sistemiyle şişe kalıbı kolayca değiştirilir (3).

Daha önce bahsedilen iki pozisyonlu metodun dezavantajı, enjeksiyon kalıbı ve şişirme istasyonlarının eriyik parçanın çıkarımı boyunca cidarlara dayanmasıdır (2). Bu zorluğu 3 şişirme çubuğu (Şekil 5.) bir pivot civarlarında eşit aralıklarla radyal olarak ve kalıbın yüzleri arasında bir düzlemde yerleştirilir. Kalıplar enjeksiyon boşluğunun ve şişirme boşluğunun, üç parison çubuğundan ikisi ile eşleşmesi için birbirlerine 120 °C açı ile yerleştirilir. 3. çubuk kalıp tarafından çevrelenmez fakat enjeksiyon istasyonu olarak görev yapar. Bu sistemde radyal olarak oturtulan parison çubukları onların merkez pivotlarından merkezlenir. Böylece her bir çubuk dolaylı olarak kalıplama istasyonuna, şişirme istasyonuna ve sökme istasyonuna getirilebilir (1). Şekil 7. üç istasyon enjeksiyon şişirme işlemi standardında plastik endüstrisinde kullanılan bugünkü enjeksiyon şişirme işlemini gösterir.Enjeksiyon şişirme kalıplamanın önemli bir avantajı mümkün olan duvar kalınlığının kusursuz biçimde kontrol edilmesidir (1).


Şekil 7. Günümüzde kullanılan 3 istasyonlu enjeksiyon şişirme sistemi (1).

Şişirme çubuğu ve parison kalıbı, son kalıba şişirmeden sonra malzemenin doğru bir dağılımı olması için değişen kalınlıktaki duvarları elde etmek için önceden şekillendirilebilir. Böylece köşelerde ve omuz bölgelerinde incelmeden kaçınılmış olur. Enjeksiyon kalıplama aynı zamanda, parison tamamen çevrelendiği için ve şişirme kalıbı içerisinde tam olarak yapılandırıldığı için tamamen bitirilmiş şişe elde edilmesine imkan tanır. Daha sonra şişirme boyunca tamamen kapatılır. Oysa çoğu Ekstrüzyon şişirme kalıplama sistemlerinde kalıbın kendisi şişenin tabanında parisonu birleştirmekteydi. Fazla malzeme, kalıptan çıkarıldıktan sonra kalıbın kenarlarının yontulmasını gerekli kılar (3).


İkinci (Şişirme) Kalıp, bitirilen şişe şekline sahip iç boşluğu olan iki kalıp yarım parçalarından oluşan bir ekstrüzyon şişirme kalıbına benzer. Şişirme çubuğu, parisonun enjeksiyon kalıplama yapılabilmesi için merkez dairesi olarak görev yapma, parisonu enjeksiyon kalıbından şişirme kalıbına taşıma aracı olarak ve büyüklüğünü arttırmak için parisonun içine hava sokma gibi 3 fonksiyona sahiptir. Şişenin boynu enjeksiyon kalıplama evresinde son formunda verilmektedir (4) . Endüstrideki şişirme kalıpları 4 bölümden oluşur; 7’inci Şekil şu anda şişirme kalıp endüstrisinde mevcut plan standart enjeksiyon şişirme kalıp makinelerini işleme miktarı ve 3 ile 4 istasyonlu clomplarını gösterir. 3 istasyon ve 4 istasyon endeksleme başlıkları arasındaki önemli bir fark her biri sonlandırılmış boş cycle zamanıdır. Boş cycle zamanı kalıpların clomplarını açılmasını indeks zamanına ve gerçek kapanma zamanını kapsar. Çünkü işlememe anı boş cycle zamanı sırasında meydana gelir. Bu zaman makinenin düzgün ve istikrarlı bir şekilde işlem görmesine müsaade edilirken mümkün olduğunca kısa olmalıdır. Açılış indeksi ve kapanış zamanları mümkün olduğunca yakın olmalıdır. Ferguson ve CAMCO şirketlerini kapsayan bir çok şirket bu hızı başarabilen standartlar enjeksiyon başlıklarını tavsiye etmektedir. Orantılı hidroliklerin kullanımı clomp’ın kapanışı ve açılışından makinaya giden şoku azaltır (3).

Şekil 8. Şişirme kalıp makinaları krokisi (1).


4’üncü daha kısa mesafelerde hareketi sağlama avantajına sahiptir. Bu bölüm parisonlar veya şekillenmemiş şişeler için nüve çubuklarının kontrol edebildiği bir güvenlik bölümü olarak işlev görür. Bu bölüm ayrıca nüve çubuklarının iç ve dış taraflarının enjeksiyon bölümüne girerken doğru sıcaklık değerinde olup olmadıklarını belirler. Bu bölüm polietilen ve peti kapsayan en son termoplastik metal mühendisliğinin bazılarında gereklidir. 7’inci Şekil 3 istasyonlu bir enjeksiyon şişirme kalıp makinesinin parçalarını gösterir. Makine enjeksiyon ve parison bölümlerindeki şişirme bölümünde ve şekillendirme veya geri dönüşüm bölümlerinde enjeksiyon ünitesi veya plastifeire sahiptir. 4 istasyonlu bir makine ayrıca bir güvenlik veya nüve çubuk şartlandırma istasyonuna sahiptir (3). Her hangi bir enjeksiyon kalıplama makinesinde olduğu gibi plastifeir’in işlevi taşımak, eritmek ve homojen eriğiyi enjeksiyon kalıbına vermektir. Normal olarak plastifeir yatay reciprotetint vida tipidir. Her nasılsa Jomar üstün bir vida tipi kullanmıştır. Dikey vida özellikle düşük kesilme ve düşük ergime sıcaklıkların gereksinim duyulduğu birçok metalle kullanılabilir. Fakat dikey vida normal olarak yüksek torklu metaller için tercih edilmez. Ayrıca soğutulması gereken metallerde sonsuz dezavantajları vardır (3). Bilyalı kontrol yatay bir ileri geri hareket eden yumuşatıcı madde üniteleri için tüm mükemmel elektrik sürücülerine sahip olabileceklerdir (3). Enjeksiyon istasyonu enjeksiyon şişirme kalıp işlemesinde kritik bir istasyondur. Eğer iyi bir parison yaparsan iyi bir şişede iyi olacaktır. İfadesi yaklaşık olarak doğrudur. Parison dizaynı ilk olarak ilk kritik seviyededir. Ve düzenli parison dizaynı hem bir sanat hem de bir bilimdir. Hiçbir kitap şu anda parison dizaynı için tüm faktörleri kapsayamaz. Bilgisayar destekli tasarım(CAD) kullanılmaktadır. Her nasılsa parison işlemlerini bilgisayar parison programındaki görünüşlerini elde etmek zaman alacaktır. Enjeksiyon istasyonunda eritilmiş homojen plastik maddeler bir kapıyla enjeksiyon kalıbına girerler. Bu madde enjeksiyon kalıbının dişi bölüm ile erkek nüve çubuğu arasındaki boşluğu doldurur. Kalıbın dişi parçasıyla bağlantı halinde bulunan parison ve parisonun yüzeyi bir defa sapma olmadan ve yüzey zedelemeden nüve çubuğunun parisonu kaldırmayı sağlamak için yeterince katılaştığında enjeksiyon işkencesi açılır ve toplam cyclen soğuk cycle bölümü başlar. Normal enjeksiyon basıncı 1500 den 6000 PSI ye kadardır. Böylece enjeksiyon istasyon presinin boşluğu doldurmaya yarayan gerekli enjeksiyon basıncından dolayı başlangıçtan


kalıpları önlemek için yeterli hidrolik pres basıncına sahip olması gerekir. Enjeksiyon kalıplarını kapalı tutmak için gerekli enjeksiyon pres tonajı aşağıdaki gibi hesaplanır (3). Tablo 2. Enjeksiyon Pres Gücünün Hesaplanması (3). Parisonun Hesaplanmış

Enjeksiyon X

Düz Alanı

Basıncı

Dişi Boşluğunun X

(PSI)

Boşluğunun Toplam

Alanı

2000 Ib/TON =Minimum Enjeksiyon Pres Gücü (TON)

3.3.Gererek uzatma şişirme kalıpçılığı: Bu teknik genel olarak önce enjeksiyon ünitesinde preform sıcak kıvamdayken daha sonra henüz sıcakken makinanın ikinci ünitesi halinde yada tamamen ayrı bir makine halindeki germe ünitesinde,ısıtılıp iki ayrı eksen üzerinde gerilerek yönlendirilir,şişirme kalıplanır,soğutulup kalıptan alınır (1). Gerdirme işleminde en çok şu plastik malzemeler kullanılır. Akrinitril (AN) , polisitren (PS) , PVC ,naylon , polikarbonat (PC) , polisulfone , asetal , polyarayte , polipropilen (PP) , surlin, ve PET’lerdir (2). Bu teknik parçayı uzama yönünde germek için mekan iki destek kullanır. Parça eş zamanlı olarak bir kasnak ( çember ) içinde veya merkezi yönde hem şişirilir hem gerilir. Bu çift eksenli germe parison veya ön parça kalıp içinde istenen şekle şişirilirken meydana gelen parisonun uzama boyutunca gerilmesi teleskopik bir mandren kullanarak meydana getirilir veya ön parçanın dibinden iterek genişleten bir maça miliyle, eşzamanlı, havanın malzemeyi merkezi olarak germek için enjekte edilmesiyle yapılır. Bu işlemde maksimum faydayı elde edebilmek için ön parçanın sıcaklığı yön tayini için doğru sıcaklığa dikkatlice ayarlanmalıdır (3).


Şekil 9 1-Kalıplanacak malzeme ısıtılır.2-Çubuk bunların arasına getirilir..3-Dip kısmı kapatılır.4-Preform kalıp çukuruna getirilir.5-Mandrelden hava üflenir.6-İşlem tamamlanır(1). .


Şekil.10 Enjeksiyon gerdirme kalıbı yarısı.7 (1). 3-4-Ko-ekstrüzyon şişirme kalıpçılığı: Kendi içinde tabakalardan oluşan çok katlı ürünlerin yapımında kullanılır.Tabakalar, aynı malzemeden olabilir,renkli ve renksiz olabilir,malzeme geri döndürülebilir yada Farklı malzeme olabilir.Gelişmekte olan ko-ekstrüzyon teknolojisi, içinde başka bir adımın olduğu malzemelerin yapımında oldukça avantajlıdır. Bu yöntem çeşitli niteliklere sahip birleşik plastik malzemeleri üretmekte kolaylık sağlar(1). Ko-ekstrüzyon ürünlerinin yarı katmanlı yapıları, ekstrüzyondan önce katmanları bir kalıbın içinde birleştirerek oluşturulur.Tek madde ekstrüzyon şişirme kalıplaması ile koekstrüzyon şişirme kalıplaması arasındaki ana fark ekstrüzyon sistemindedir.Koekstrüzyonda yapı ile birleştirilen her madde kendi ekstrüderinden çıkarılır.Ekstrüzyon kalıbı,farklı

maddelerin

uygun

katmanlı

yapıya

dönüştürülebileceği

şekilde

tasarlanmıştır(1). Ko-ekstrüzyon şişirme kalıpçılığının geçmişi son birkaç yıl olmasına rağmen ilk olarak 1970’lerde Japonya’da şişe yapımında kullanılmıştır.Fakat şişirme kalıbı yöntemi


olarak benimsenmesi

1983 yılında Amerikan Can Şirketinin Gamma adını verdiği

şişelerinin üretimiyle olmuştur(2). Bugün

kullanılan

ko-extruzyon

şişirme

kalıbı

parçaları

birçok

ve

sayısızdır.Bunlardan birkaç tanesi şekil 5’te gösterilmektedir.Paketlemede çeşitli tipteki ko-ekstrüded parçaların kullanılmasının ana nedeni çok katlı yapıya sahip olmasıdır(1). Çok katlı yapının olduğu ko-ekstrudedler , önce birleşik parçaların olduğu ekstrüzyon kalıbında bir parison elde edilir daha sonra ko-ekstrüzyon şişirme sistemine aktarılır(3). 3-4-1-Ko-ekstrüder katmanlar: En basit ko-ekstruded yapı çift katmanlı kombinasyonlardır,ancak böyle bir yapının kullanılacağı durumlarda da yapılması gereken bazı uygulamalar vardır.Bu yapılara verilebilecek en iyi örnek,bir duvarın tamamının renklendirilmesi yerine sadece ince bir katmanın boyanmasıdır.Üç katlı yapılar, önemli miktarda regrind (tekrar öğütüm)’den faydalanıldığı durumlarda kullanılır.Regrind, içeride ve dışarıdaki saf maddelerin katmanları arasındaki orta tabakadır.Saf madde istenen dış görünüşü ve içeriden her türlü kirlenmeden korunmayı sağlar(1). Yarı katmanlı bir yapı belirli bir performans kriterine erişebilmek için üretilir.Bu kriter bir fiziksel ihtiyaca yönelik olabilir.Buna örnek olarak bariyer verilebilir.Ayrıca bu kriter ekonomik faktörlere de bağlı olabilir.Örneğin saf duvar malzemesinin bir kısmının yerine geri dönüşümden elde edilen malzeme ve renklendirilmiş malzeme, yapının ince bir katmanında kullanılabilir(2). Şekil 11’ da gösterilen tipik bir beş katmanlı yapı , bir iç ve bir dış yapısal katman, bir merkez fonksiyonel katman, engel ve fonksiyonel katmanın iki yanında da bulunan yapışkan katmandan oluşur.Altıncı ve yedinci katmanlar,içine geri dönüşmüş malzemenin katıldığı katmanlardır.Bu regrind katmanlar,şekilde belirtilen yüzdelerde bazı yapısal malzemelerin yerini alır ve son ürünün foksiyonelliğini veya görüntüsünü etkilemezler(1).


3-4-1-1 Yapısal katmanlar: Yapısal katmanlar şişirme kalıbında işlem görebilen herhangi bir termoplastik malzemeden olabilir.Ekonomik nedenlerden dolayı basit şişirme kalıbı reçinesi olan poliolefilenler en çok kullanılırlar.Diğer reçineler farklı özelliklerin gerektiği durumlarda kullanılır.Örneğin polikarbonat (PC) yüksek ısı performansı veya yüksek darbe dayanımı gerektiren durumlarda yapısal katman olarak kullanılırlar(1). 3-4-1-2 Fonksiyonel katmanlar: Günümüzde iki tip fonksiyonel katman bulunuyor; bariyer katmanları ve fiziksel özellikleri arttıran katmanlar. Bariyer

katmanları,

oksijen

sızıntısına

karşı

dayanıklılığı

arttırmak

için

üretilir.Bariyer katmanları ayrıca diğer gazların sızıntısını önlemek, duvarların sıvı geçirgenliğini azaltmak veya sıkıştırılmış bir ürünün duvar içinden geçişini önlemek için kullanılır.Bariyer katmanlarının bir başka uygulaması da besin ve kozmetik ürünlerinde tat ve kokunun kaybını önlemek amacını taşır(1).


Şekil.11.Tipik ko-eksrüder yapılar 1-beş katmanlı yapı a-6 katman asimetrik yapı b-7 katman


Şekil 12-katmanların kalıp üzerinde gösterimi(1). Üretim, ürünün içine dışarıdan gelecek bir sızıntıyı önlemek amacıyla da yapılabilir.Bir fonksiyonel katman ile yapısal katman arasındaki ana fark kalınlıktır.Bir fonksiyonel katman sadece birkaç bin inç kalınlığındayken yapısal katman on binlerce inç kalınlıkta olabilir. 3-4-1-3 Yapışkan katmanlar: Yapışkan katmanlar, fonksiyonel ve yapısal katmanlar gerektiği şekilde bağ kuramadığı zaman bu katmanları birbirine bağlamak için kullanılır.Yapışkan katmanlar çok incedir ve ürünün fiziksel gücüne veya diğer özelliklerine etki etmezler.


3-4-2 Malzemeler: Hiçbir basit malzeme bir üründe olması gereken bir işlevin tüm özelliklerini sağlayamaz.Malzemeler katman fonksiyonlarına göre gruplandırılırlar. 3-4-2-1 Yapısal malzemeler: Ekstrüzyon şişirme uygulamasına uygun olan her malzeme yapısal malzeme olarak kabul edilebilir.Yapısal malzemelerin şişirme kalıbına uygun olmasını sağlayan en önemli özellikleri, yüksek erime gücü ve gerilme dayanıklılığını arttırıcı özelliğidir.Yüksek erime gücü belirli ürünler için gerekebilecek uzun ve ağır parçaların taşınmasını sağlar.Şişirme sırasındaki yüksek gerilme dayanıklılığı parçanın ürünün içine uzanmasını sağlar.Böylece her noktada yeterli duvar kalınlığına ulaşırlar. 3-4-2-2 Fonksiyonel malzemeler: Fonksiyonel malzemeler aşağıdaki gibi sıralanır: 3-4-2-2-1 Bariyer malzemeleri:Bariyer malzemelerinin transmisyon değerleri 2cc mil/100 inç2/24 saat’ in altındadır.Genel şişirme kalıbı malzemeleri ile bariyer malzemeleri arasındaki fark belirgindir.Etilen vinyl alkol (EVOH),polyvidilenclorid (PVDC) oksijen ve karbondioksite en etkili bariyerlerdir(1). EVOH, koekstrüder şişirme kalıbı yapılarında kullanılan ana malzemedir.Bunun ana nedeni nispeten kolay işlenebilir olması ve diğer yapısal malzemelere uygun olmasıdır(2). Bariyer korumasının özel bir kullanımı da yapının içinde siyah bir tabaka oluşturup ultraviole ışınları perdeleme amacını taşır(4). 3-4-2-2-2 Yüksek sıcaklık malzemeleri:Yüksek sıcaklığa uzun süre karşı koyabilme yeteneği özellikle besin paketlemede çok büyük önem taşır.Yüksek sıcaklıktan korunma sağlayan tipik malzemeler polipropilen, polikarbonat, naylon ve poliarilattır.Bu malzemeler yüksek ısısal bozulma sıcaklığına sahiplerdir veya kısmen kristallerdir.Bir malzeme


içindeki kristal bölgeler yüksek ısı direnci sağlar.Çünkü bunların yumuşama noktaları erime sıcaklıklarına yakındır(1). 3-4-2-2-3 Görünüm malzemeleri:Ürünlerin görünüşlerini değiştirmek için birçok malzeme kullanılabilir.Bir malzemenin ince, renklendirilmiş bir katmanı istenen görüntüyü elde etmek için kullanılabilir(1). 3-4-2-2-4 Muhtelif malzemeler:Çeşitli mühendislik malzemeleri farklı özellikler sunar.Polisülfan zararlı kimyasal maddelere karşı koruma sağlar.Polikarbonat darbe dayanımı istenen durumlarda kullanılabilir.Son ürünün temiz olması isteniyorsa temiz malzemeler kullanılmalıdır.Bu malzemeler PVC,PETG,PC veya PP olabilir.Paketleme işinde ise esnek malzemeler kullanılır(1). 3-4-2-2-5 Yapışkan malzemeler:Ko-ekstrüzyonda yapışkan malzemeler başka yolla birleştirilemeyen katmanları birbirine bağlamak için kullanılır.İki tür yapışkan malzeme vardır.Birinci tür direk sentetize edilmiş kopolimer ve terpolimerden oluşur.İkinci tür ise anhidrit aşılanmış poliolefinlerdir.Tabaka bağlamakta kullanılan malzemelerin çoğu poliolefinlerden oluşur. 3-4-3 Parça dizaynı: Üflemeli kalıp dizaynı daha çok yeni bir parça dizaynına benzer.Önce istenilen şekil fikir olarak ortaya atılır veya yaratıcı ve foksiyonel bir kriter üzerine de seçilebilir ya da her ikisi de olabilir.Daha sonra belli bir hacme boyutları uyana kadar parçaları ayarlanır.Şekli ve boyutlarına karar verildikten sonra diğer fiziksel ve performans karakteristikleri ele alınır.Bunlar madde seçimi bunun ardından takip edilen kalınlığı belirleme olur.Böylece bir parçanın yapısal dizaynını gerektiren fonksiyonel olarak ihtiyaçlar karşılanmış olur(1). 3-4-4 Ko-ekstrüzyon ve malzeme seçimi: Ko-ekstrüder yapı seçimi malzeme seçiminin bir parçasıdır.Genellikle belli performans ihtiyaçları göz önüne alınarak malzeme seçilir.Eğer bu ihtiyaçlar monolitik duvar yapısını karşılamıyorsa bu ko-ekstrüder yapı düşünülmez.En iyi örnek bariyer özelliği; bir


monolitik polimer çok iyi bir bariyer olabilir ancak direnci sınırlıdır.Malzeme seçildikten sonra katman kalınlığı ve toplam kalınlık belirlenir.Fonksiyonel katman performans seviyesine göre tasarlanır.Diğer göz önünde bulundurulacak olaylar ise;iç basınç max. yükleme, direnç gibi fiziksel karakteristik özelliklerdir(1). 3-4-4-1 Özel dizayn alanları: Parçanın bazı alanları için özel fikirler gerekir.Bunlardan biride sıkıştırma alanıdır.Bu alan iki tane iç katmanın birbirleriyle temasını sağladığı için orta katmanlara da bir miktar etki uygulanır.Bu uygun bir performans ve malzemenin bütünlüğü açısından uygundur(2). 3-4-4-2 Dönüşümlü malzeme:Şişirme kalıpçılığında üretim esnasında bir kısmı kesilen parçalar dönüşümlü hale getirilir.Buda ekonomik açıdan çok faydalıdır.Basit bir malzemeyi bile üretirken malzemeyi öğüttükten sonra ekstrüderin beslemesine aktarmak çok kolaydır.Burada önemli faktör belli oranlarda bunu ekstrüder beslemesine göndermektir(1). 3-4-5 Ko-ekstrüzyon ekipmanları: Ko-ekstrüzyon şişirme kalıpçılığındaki ekstrüzyon sistemi eriyik madde akışı metal kaba eş zamanlı geçmelidir.Bu akışların bazıları küçük olabilir.Gereken ekstrüzyon koşulları malzemeden malzemeye fark eder.Ancak burada önemli olay eriyin kararlılığı ve birliğidir(1). 3-4-5-1 Ekstrüderler: Tipik bir şişirme kalıplama taktiğidir, bunlarda tek vida tipi kullanılır.İyi dizayn edilmiş ekstrüderlerde ve yardımcı sistemlerde bunları destekleyen yüksek kalitede eriyik madde kullanılmalıdır.Vida kısmı ekstrüderin kalbidir ve buradaki kritik nokta vida dizaynı ile maddenin akış özelliklerinin ilişkisidir(1). Ekstrüzyonun istikrarı uygun bir vida dizaynı ile gerçekleşir.Vida dizaynı ele alınırken her maddenin eriyik karakteristikleri (operasyon sırasında) hesaba katılarak yapılır.Bu karakteristik özellikler, akış oranı, kafa basıncı ve erime sıcaklığıdır(4).


Ekstrüderin

ebadına

vidanın

çapı

göz

önünde

bulundurularak

karar

verilir.Uzunluğuna ise çap oranına bakılarak karar verilir. L/D

(L=Uzunluk) (D=Çap)

Bu ekstrüderin istikrarını belirleyen önemli bir faktördür.Bu oran 24/1 olmalıdır.(tavsiye edilen), ama en az 20/1 olmalıdır.Bu uzunluk taneciklerin tam erimesini, beslemeyi ve uygun eriyik karışımın elde edilmesini sağlar.Böylece yüksek seviyede termal homojenlik ve basınç sağlanmış olur.Aynı zamanda iyi bir karıştırmada önemlidir.Sıcaklık ekstrüderin her yerinde homojen olmalıdır.Uygunsuzluk ya vida dizaynı ya da operasyon çeşidindendir(1). Erime sıcaklığındaki değişmeler toplam direnci ve akışı etkiler.Eriyiğin sıcaklığı da önemli bir etkendir.Düşük eriyik sıcaklığı içindeki moleküllerin hareketini kısıtlar(2). Ekstrüder üretimleri değişik şirketler tarafından yapılmaktadır.Ekstrüderlerin sayısı ve boyutları kalşıplara göre ayarlanır, uygun akış ve kısa akış boruları makbuldür(1). 3-4-5-2 Besleme ağırlığı:Ekstrüderin iiçine girecek olan maddeyi kontrol eder ve ekstrüderin istikrarını arttırır.Kullanıldığı zaman ekstrüderin çekme konumunda olur yani boş vidanın adımları bu adımda kısmen doludur.Vida dizaynı marjinal olduğu zaman iç dengeyi kurmak her zaman daha kolay olur.Eritme ve karıştırma olarak yapılan iş miktarı değişken vida hızlarıyla kontrol edilebilir.Besleme ağırlığının bir avantajı da her ekstrüderde tüketilen madde miktarını kontrol edebilme imkanıdır.Bu da fonksiyonel bir maddenin uygun seviyede olmasını garanti eder.Ek olarak ta bireysel kontrol (teker teker) her besleyicinin katmanlardaki maddenin uygun orana sahip olmasını kolaylaştırır(1). 3-4-5-3 Eritme pompası:Kusursuz bir parça olmasını sağlayan bir diğer ünitedir.Eritme pompası dişli bir pompadır, pompanın her dönüşünde sabit hacimde eriyik malzeme dağıtılır.Eritme pompası ekstrüder ile kalıp arasında yer alır.Eriyik malzeme ekstrüderden


pompaya ve oradan da dışarı metal kaba akar.Pompaya etkiyen basınç çok daha azdır.Bunun nedeni ise eriyik malzemenin direk metel kaba geçmesidir(1). Maddenin metal kaba geçmesini sağlayan basıncı eritme pompası uygular.Böylece pompa ekstrüderin çıktısındaki değişikliklerinden izole etmiş olur(2). Eritme pompası son yıllarda ekstrüzyon uygulamalarında çok popülerite kazanmıştır.Ancak ko-ekstrüzyon makinelerine de önemli bir maliyet eklemiştir(3). 3-4-5-4 Eritme tüpü:Ölçülerinden ve konfigürasyonlarından dolayı ekstrüderler direkt olarak metal kaplara bağlanamazlar.Bunun yerine eritme tüpleri (aktarma tüpleri) bu işlevi görüp ekstrüderleri metal kaplara bağlar.Tüplerin dizaynı çok sadedir.Fakat bazı önlemler alınmalıdır.Birincisi eriyik malzemenin geçeceği boşluklar

düzgün bir biçimde

boyutlandırılmalı, maddenin sıcaklığının artmasından oluşan basınç artışını önlemek için tüpün ısısı korunmalıdır.Fazla madde ilk ekstrüder ısıtımında uzun zaman alır veya ısı ayarlaması yapıldığında geç tepki verir(1).


Şekil 13 6 Katmanlı ko-ekstrüzyon kalıbı örneği(1).


4- SONUÇ VE İRDELEME Kalıpçılık sektörü gün geçtikçe gelişmekte ve diğer işleme yöntemlerine göre daha hesaplı ve kaliteli olduğu için artık günümüzde daha çok tercih edilmektedir.Şişirme kalıpçılığı da hacim kalıpçılığının içinde yerini almış ve içi boş plastik parçaların yapımında temel bir yol halini almıştır. Şişirme kalıpçılığı diğer kalıplama metotlarından farklı bir kalıplama yöntemidir.Kalıp iki yarımdan ibarettir , birde şişirme kafası vardır.Diğer kalıplama yöntemlerinde daha fazla sayıda parça bulunmaktadır.


KAYNAKLAR: 1-NORMAN L.,1990,Blow molding handbook,New York,Chapman & Hall 2-EDWİN G.F.,1971,Blow molding of plastics,London ,Hobart Places 3-JONES M.,1961,Blow molding,London,Chapman & Hall 4-TÜRKİYE’DE PLASTİK SANAYİ, 1988, T.O.B.B, 3.Baskı , (sy 68) 5-M.ÇİĞDEMOĞLU, 1971, Teknolojide plastikler, T.O.B.B , (sy62) 6-OSWALD, T. A. , 1983 , Polymer processing , ,London , (sy195)


ÖZGEÇMİŞ: 1981 Yılında İzmir’de doğdu.İlk öğrenimini Vasıf Çınar İlk okulunda, orta öğrenimini Rıdvan Nafiz Edgüer İlköğretim okulunda yaptı.Lisede Çınarlı Anadolu Teknik ve E.M.L. Kalıp Bölümünden mezun oldu.Stajlarını sırasıyla Şenol Kardeşler, Şenel Kalıp, Volt Elektrik’te yaptı. Halen Gazi üniversitesi T.E.F. Kalıpçılık öğretmenliği programında eğitimine devam etmektedir.


Şişirme Kalıpları (Tez)

Recommend Documents