Plastiklerin Sekillendirme Yontemleri Bolum 2

Plastiklerin Şekillendirilme Yöntemleri Bölüm 2

27.04.2009

Prof.Dr.Ayşegül AKDOĞAN EKER

Isıyla Şekillendirme (Thermoforming) Termoplastik levhaların şekillendirilmesi için kullanılan yöntem; yumuşama sıcaklığına ısıtılan plastik levhanın - vakum, - basınçlı hava ve - mekaniksel yöntemler ile şekillendirilmesine dayanır.

27.04.2009


Kalıplamadan önce

Kalıplamadan sonra

Vakumla Kalıplama Yöntemi

27.04.2009


Basınçlı kalıplama Yöntemi

27.04.2009


Derin çekme ile şekillendirme

Mekanik olarak gerdirme ile şekillendirme

Mekanik kalıplama

Mekaniksel Yöntemler 27.04.2009


Isıyla Şekillendirme (Thermoforming) Mekanik kalıplama işleminde; levha ısıtılır.Levha alt kalıba konur. Üst kalıp aşağı doğru bastırlır. Ürün hem üst kalıp hem de alt kalıbın şeklini alarak şekillenir.

27.04.2009


Isıl İşlem (thermoforming) Makinesi 27.04.2009


27.04.2009


1. roll stock 5. trimming station 2. nip rollers 6. scrap wind 3. electric eye 7. part stacking 4. forming station Üretim akışı

27.04.2009


Otomatik Isıl Şekillendirme Prosesi

27.04.2009


1. 2. 3. 4.

feed hopper extruder screw extruder barrel die

5. roller stack

27.04.2009


1-thermoplastic sheet 2. reflector 3. tubular heater element 4. direct heat 5. reflected heat 6. actual heat distribution on the plastic sheet 27.04.2009

diğer ıstma yötemleri; taşıma ve temas yöntemiyle olmaktadır.


Isıl Şekillendirme Yöntemiyle Elde Edilen Ürünler

27.04.2009


Isıl Şekillendirme Yöntemiyle Elde Edilen Ürünler

27.04.2009


Otomotiv Sektöründe Elde Edilen Ürünler -motor üst koruyucusu oturma birimi parçaları -stepne koruyucusu -dirsek dayama parçaları -jant kapağı -ses yalıtım parçaları bölmeler

27.04.2009


PP Bardak İmalatı • • • •

• • •

PP hammaddelerine, ekstrüzyon makinesine gitmeden önce masterbatch adı verilen bir katkı maddesi ilave edilerek mat bir renk almaları sağlanabilir. Renkli levhalar elde etmek üzere, malzemelere renklendirici granüller ilave edilir. Standart PP’nin ak ış indisi 3-4 cm3/dak.’dır. Hammadde ekstrüderdeki helezonun dönmesi ve gövdenin ısıtılması ile erir ve homojenize olur. Ekstüderden ç ıkan plastiğin sıcaklığı yaklaşık 230ºC’dir. Levha haline getirilen plastik malzeme, soğutma silindirleri vasıtası ile soğutulur. Bu soğutma silindirleri içinde 20ºC’de su dolaşmaktadır. Ekstrüderin görünümü, levhalar ın sarılması ve soğutma silindirlerinden geçişi görülmektedir. Levhalar, son şekillerine ulaşmaları için termoforming makinesine yollanırlar. Levhaların kalınlıkları 0.2mm ile 2mm arasında değişmektedir. Kalıba girmeden önce levha yaklaşık 200ºC’ ye ısıtılarak vakum ile şekillendirilir.

27.04.2009


Masterbatch

Ekstrüderin

27.04.2009


Plastik malzemenin levha olarak ekstrüderden çıkması

27.04.2009

Kalıptan çıkan plastik levhanın soğutucu haddelerden geçişi


Termoforming ünitesinden çıkan PP bardaklardan arta kalan firelerin granül haline

Termoforming ünitesine gitmek üzere hazırlanmış levhalar

27.04.2009

dönüşşümün türülmesi ile geriı dönü sağlanmas


Termo forming makinesinde ılan kalıp örneği kullan

27.04.2009


PS KAP İMALATI •

• • •

• •

Polistiren (PS) hammaddelerine, ekstrüzyon makinesine gitmeden önce masterbatch adı verilen bir katkı maddesi ilave edilerek mat bir renk almaları sağlanabilir. Renkli levhalar elde etmek üzere, malzemelere renklendirici granüller ilave edilir. Kap imalinde kullan ılan yüksek darbe dayanımlı PS’nin akış indisi 3-40 cm3/10 dak. civarındadır. Ayrıca PS’e özel olarak ilave edilen kauçuk, bu malzemenin yumu şamasını sağlarken, özel katışıklar da sertlik ve sıcaklık dayanımı sağlar. Hammadde ekstrüderdeki helezonun dönmesi ve gövdenin ısıtılması ile erir ve homojenize olur. Ekstüderden ç ıkan plastiğin sıcaklığı yaklaşık 210ºC’dir. Levha haline getirilen plastik malzeme, soğutma silindirleri vasıtası ile soğutulur. Bu soğutma silindirleri içinde 20ºC’de su dolaşmaktadır. Levhalar, son şekillerine ulaşmaları için termoforming makinesine yollanırlar. ı ı Kal ba girmeden önce levha yakla ye ısıtılarak basınçlı hava ve vakum ile şekillendirilir. PS için basşıknçl200ºC’ ı hava yöntemi uygulanır Uygulanan basınç yaklaşık 8 bar’dır.

27.04.2009


Termoforming makinesinde kullanılan alt ve üst kalıplar

27.04.2009


PP BARDAK ve PS KAPLARA BASKI UYGULAMASI • Şekillendirmeden gelen parçalar son olarak matbaa bölümüne yollanır. • Buradaki matbaa makinelerinde mandren ad ı verilen ünitelere ı ile temas yerleştirilen parçalar klişe adı verilen boyama elemanlar ettirilerek klişe üzerindeki gösüntünün plastik parça üzerine geçmesi sağlanır. • Klişeler, dışardan plastik negatif film şeklinde satın alınır. Işığa duyarlı UV ışıklı printte klişeye istenen yazı ve şekil aktarılır. • Ardından klişe banyo makinesine aktarılarak yazıları serleştirilir, kullanıma hazır hale gelir. • Boyanın parçaya iyi temas etmesi için korona adı verilen bir sistem ile plastik parça yüzeyinde mikron mertebesinde delikler açılır. ı

•• Son lem ad olarak da UV r. 380 plastik parçaya ı verilen Kurui şofset bukurutma işlem ileuygulan dakikada baskı yapılabilmektedir. 27.04.2009


PP bardaklar için kullanılan mandrenler

27.04.2009


ı

ı

PS yoğurt kaplar için kullan lan mandrenler

27.04.2009


Parçalara mandrende klişeler ile baskı uygulanması 27.04.2009


UV ışıklı print 27.04.2009


Şişirme İle Kalıplama (Blow Molding) Yöntemi • Şişirme ile kalıplama yöntemi, şişe, bidon gibi içi boş ürünlerin üretiminde kullanılan yöntemdir. ı • Bu yöntemi s ğıninden rlayan da vardır. Malzeme gerilerek ıptaki keskin köşelerde incelme nedeniyle şekillendirildi kalhususlar yırtılma olabilir. • Aynı nedenle cidar kalınlığının çok hassas olarak kontrol edilmesi zordur. • Şişirmeyle kalıplama yöntemi ile cidarda ani kalınlık değişiklikleri elde etmek mümkün değildir. • Bununla birlikte, parçan ın yüzeyi diğer işlemlerde elde edildiği kadar düzgün vs. pürüzsüz olmasa da, genellikle çok iyi yüzey kalitesi aranmayan parçalar bu işlemle şekillendirilir.

27.04.2009


Ekstrüzyon ile Şişirme Yöntemi • Ekstrüderden kalıba parison ismi verilen belirli uzunlukta kesilmiş boru şeklinde yarı mamul gönderilir. Parison, kalıba sıcak girer ve kalıp kapanır.Kalıbın altından, üstünden yada yanından kalıp içine hava gönderilerek parisonun kalıp içinde şişerek kalıp cidarı ile temas ederek kalıbın şeklini alması sağlanır. Kalıp içindeki çekme gerilmeleri her yerde aynı olmadığından elde edilen ürünün et kalınlığı her yerde homojen değildir. Uygulanan basınç fazla olmadığından (0.7-0.8 MPa) ürün yüzeyleri parlak değildir. Yüksek yoğunluklu polietilen (YYPE), polivinil klorür (PVC) ve polipropilen (PP)litrelik gibi termo kal ıplanır. şişelerplastikler Yöntem ile 3-4 üretilebilir.

27.04.2009


Ekstrüzyon İle Şişirme Yöntemi

27.04.2009



27.04.2009



27.04.2009


Ekstrüzyon İle Şişirme Yöntemi Parison Extrusion

27.04.2009


Enjeksiyon İle Şişirme Yöntemi •Yöntemde parison, bir çelik çubuğun etrafında enjeksiyon kalıplama ile hazırlanır. •Daha sonra kalıba konur, tekrar ısıtılır ve şişirilerek kalıbın seklini alması sağlanır. • Bu yakla şımda daha düzgün cidar kalınlığında ve daha temiz ürün elde edilebilir. • Ancak so ğutma ve tekrar ısıtma işlemleri prosesin daha karmaşık ve pahalı olmasına sebep olur.

27.04.2009


Enjeksiyon İle Şişirme Yöntemi

27.04.2009


Gerdirmeli Şişirme Kalıplama Yöntemle; •yüksek mekanik özelliklere , homojen et kalınlığına sahip ve daha düşük nufuziyete sahip PET malzeme esaslı sahip pepsi kola ve koka kola şişeleri üretilebilir. • Bu yöntem ilaç, alkolsüz içki, besin, deterjan, kozmetik, vb. gibi ürünlerin ambalaj 1anması amacıyla plastik şişe ve bidon yapımında kullanılmaktadır. • Enj eksiyon veya ekstrüzyonla haz ırlanan parison şişirilirken iki eksende gerilir ve böylece hem eksenel hem de radyal yönde yönlenme sağlanır. •Yönlenme sayesinde ürün şeffaf, yüksek darbe mukavemetine ve düşük gaz geçirgenliğine sahip olur. •Bu yöntemle PET, PP, PVC ve PAN gibi termo plastikler i şlenir. 27.04.2009


Gerdirmeli Şişirme Kalıplama • CO 2 gazı geçirgenliğine göre plastik malzemeler;

Plastik PET PVC HDPE PP (yönlenmiş) LDPE

Relatif Geçirgenlik 1 2 52 57 114

kola şişeleri için en uygun plastik malzeme PET ve PVC dir.

27.04.2009


Şişirme Yöntemi İle Elde Edilen Ürünler

27.04.2009


Haddeleme (Kal enderleme veya Perdahlama) Haddeleme yönteminde; • Toz veya granül haldeki plastik, uygun miktarda katk ı maddeleri (yumuşatıcı,yağlayıcı,renk verici,stabilizatör v.s) ile karıştırılır ve yumuşak hale getirilir. • Bu kar ışım 150-200 0 C ısınmış haddeler arasından geçirilir, film veya levha haline dönüştürülür. • İstenilen kalınlığa gelince bir seri soğutma haddesi arasından geçirilir, sertleştirilir sonra kangala sarılır. • Haddeleme hatt ını oluşturan haddeler: karıştırıcı-yumuşatıcı, istenilen kalınlığı gerçekleştiren yani kalibrasyonu yapan, soğutucu ve yönlendirici olabilirler. • Karıştırıcı-yumuşatıcı hadde sistemi en az iki haddeden oluşur; soğutucu ve yönlendiriciler ise bir haddeden meydana gelebilir. • Kalibrasyon haddelerinin aras ındaki uzaklık , ürünün kalınlığına göre ayarlanır. Çift çalışan haddeler şekilde gösterildiği gibi yatay (a), eğik (b) veya dikey (c) şeklinde tertiplenebilir.

27.04.2009


Haddeleme (Kal enderleme veya Perdahlama) • Genellikle haddeleme termoplastik malzemelere ve özellikle ısıl dayanıklılığı düşük polimerlerin işlenmesinde uygulanır. • Tipik bir örnek polivinilklorür (PVC)'dir. • PVC esnek, yar ı sert ve sert olmak üzere üç şekilde kullanılır. • Esnek PVC ile ya ğmurluklar, banyo perdeleri, teyp bantları, yatak örtüleri, vb; yarı sert PVC ile masa örtüleri, yer döşemeleri; • Sert PVC ile kredi kartlar ı, tepsiler, işaret levhaları, vb. edilmektedir. • imal Haddeleme ile şekillendirilen diğer plastiklere örnek olarak ABS polimerleri ve dolgulu polietilen verilebilir. 27.04.2009


Haddeleme

27.04.2009


Köpük Plastikler

• •

Köpük plastikler, içerisine da ğılmış bireysel veya birbirine bağlı çok sayıda hücrelerle yoğunlukları azaltılmış plastiklerdir. Hemen hemen tüm hücreleri birbiri ile ba ğlantılı olan köpük plastikler açık hücreli ( üre formaldehit, poliüretan, polivinil klorür alçak bas ınç köpük malzemeler ) olarak ; hücrelerin ço ğunluğu birbiri ile bağlantılı olmayan plastikler de kapalı köpük hücreli ( polivinil klorür yüksek bas ınçta polietilen, epoksi ve silikon plastik köpükler ) olarak adland ırılırlar. Karışık hücreli olanları ise hem açık hem de kapalı hücreleri bir arada bulundururlar (fenol formaldehit köpük plastikleri ).

Köpük plastiklerin üretimleri dört farklı ş ekilde gerçekleştirilebilir.

• • •

1. Bir plastik biçimlendirme cihazında (enjeksiyon, ekstrüzyon gibi) eritilmi ş plastiğe basınç altında ya da serbest olarak köpük yapıcı maddelerin karıştırılması ve cihaz çıkışında da basıncın kalkması ile malzemenin üretilmesidir. 2. Plastiğin üretimi sırasında oluşan gazların plastiğe köpüklü bir yap ı kazandırmasıdır. Poliüretanın köpüklü tür üretiminde bu olay görülür. 3. Plastiğin bir kimyasal tepkime ile olu şumu sırasında ortama mekanik karıştırma ile gaz verilmesi sonucu plastik üretimidir. Fenol formaldehit köpük plastiği örnek olarak verilebilir. 4. Çözücülerde çözünebilen bazı plastiklerin bu solventlerle akıcılığı az hale getirilerek ısıtılması, ortamdan ayrılan gazların yapıyı köpüklü hale getirmesidir. Köpük plastikler ambalajlamada, ısı ve ses yalıtımlarında kullanılmaktadırlar. Çatıların ısı yalıtımında daha çok polistiren köpük, buzdolaplar ında sert poliüretan ve polistiren köpükler, ses yalıtımında da yerine göre yumuşak veya sert köpük plastikler kullanılmaktadırlar. Elektrik yal ıtımında da yüksek yoğunluklu yumuşak plastik köpükler kullanılır .

27.04.2009


Köpükleme Yöntemleri • Yöntem, hem termoplastiklere hem de termosetlere uygulanabilir. • Köpük malzeme, hacime ve düşük yo ğunluğa büyük sahiptir. • Köpükler esnek ve rijit olmak üzere ikiye ayrılır. • Esnek köpükler hafif ve yüksek rezilyansa sahiptir. • Rijit köpükler çok iyi mukavemet/ağırlık oranına sahiptir.

27.04.2009


Köpükleme Yöntemleri • Termoplastiklerin köpüklenme i şleminde; kalıp içine plastik karışım, gaz veya kolaylıkla gaz haline geçebilen sıvı köpükleyici madde ilave edilir. • Kalıp ısıtılınca gaz genleşir ve malzeme yapısında boşluklar oluşturan köpüklü yapı oluşur. • Hızlı soğutma uygulayarak plastik genleşmiş halinde katılaşır. • Kullanılan plastik malzemeye ve genleşme derecesine bağlı olarak termo plastiklerden hem esnek hem de rijit köpük elde edilebilir.

27.04.2009


Köpükleme Yöntemleri • Termosetlere uygulanan köpükleme yöntemi; reçine, katalizör ve şişirme maddesi karıştırılır. • Kalıbın ısıtılmasıyla şişirme için kullanılan kimyasal madde, kalıbın içinde oluşan kimyasal reaksiyon sonucu gaz haline geçerek sıvı karışım genleşerek köpük haline geçer. • Aynı zamanda sıcaklığın etkisi ile plastik molekülleri arasında çapraz bağ oluşarak termoset malzeme katılaşır.

27.04.2009


Termoset malzemenin köpük haline gelmesi 27.04.2009


Köpükleme Yöntemi •

•

• •

Gelişmiş teknolojilerde köpük üretimi, sürekli çalışan tesislerde gerçekleşir. Yöntemde; reçine ile köpük yapıcı malzeme ve katalizör ile birinci karıştırıcıda karıştırılır. Karışım hızla dönen ikinci karıştırıcıya gönderilir ve aynı anda hava verilir. Reçine hava kar ışımı kalıba gönderilir ve kalıp ısıtılarak köpük oluşumu sağlanır.

27.04.2009


Yap-Boz Köpük • •

• • • • • • • • • • •

Yapboz Polietilen Köpük yeniden kullan ılabilir, esnek, yüksek verimliliğe sahip, düşük yoğunluklu polietilenden mamül yastıklama malzemesidir. Standart köpük ile ayn ı özelliklere sahip olup polietilen köpüğün bir yüzüne 3mm .lik yüksek yo ğunluklu polietilen malzemenin lamine edilmesiyle imal edilir. Yap-Boz Köpük Özellikleri; Yastıklamada yüksek performansa sahiptir, Daha az malzeme kullanarak etkin koruma sa ğlar, Anti-statik malzeme seçene ği vard ır, Nakliye giderlerinizin azalmas ı ve depolama alanınızın küçülmesini sağlar, Esnek yap ıya sahiptir, Yüksek darbe dayan ımına sahiptir, Hafiftir, Suya dayan ıklıdır, Estetik görünüme sahiptir, Yeniden kullan ılabilir, Uygulama sahas ının oldukça geniştir

27.04.2009


Yap-Boz Köpük Ürünün Faydaları; Yüksek performanslı yastıklama- ile alternatif pek çok ı paketleme malzemesine daha iyi koruma sağlanır.göre daha az köpük kullanarak ayn veya • Ø Nakliye ve depolama giderlerinde düşüş- daha az köpüğün kullanılması paketlerin küçülmesinide beraberinde getirir. Bu da nakliye bedellerinin düşmesini ve depolama alanlarının küçülmesini sağlar. Mükemmel esnek yapısı sayesinde ambalajda • Ø deformasyon olmaması- polietilen köpük esnek yapısı sayesinde üzerine gelen kuvvet kalktıktan sonra hemen ilk haline döner.Bu da aynı malzemeyi yeniden kullanan firmalar için ideal bir yastıklama malzemesi olmasını sağlamaktadır. • Ø Geliştirilmiş paket estetiği- düzgün ve etkileyici görünüme sahip olması ürünün ve paketin imajını arttırmaktadır. • • Ø

27.04.2009


Plastiklerin Talaşlı İşlenmeleri

27.04.2009


Plastiklerin Talaşlı İşlenmeleri • • •

• •

• •

Talaş kaldırma çubuk, plaka gibi talaşsız şekil verilmiş yarı mamullere uygulanır. Prensip olarak metallere uygulanan tala ş kaldırma yöntemleri plastiklere de uygulanır. Ancak plastiklerjn tala ş kaldırmasında, onları metallerden ayıran aşağıdaki hususlara dikkat edilmesi gerekir: (a) Plastikler ısıyı kolay geçirmez fakat ısıdan kolay etkilenirler; (b) bazı plastikler abrazif kuvvetlendirici içerirler; (c) çoğunlukla yumuşak ve sünektirler. Sıcaklığın etkisi altında termoplastikler yumuşar, lastik gibi bir hal al ır ve takımı çabuk körletir; bunun yanısıra termoplastikler yüksek sıcaklıkta yanar ve bozulur. Talaş kaldırma sırasında oluşan ısı, plastik malzemeden geçmediği için takım üzerinden geçmek zorundadır. Bu nedenle talaş kaldırmada iyi netice alınabilmesi takımın ısı iletmesine bağlıdır; bu da kesme ağzı çok keskin ve yüzeyleri parlatılmış takımlar istemektedir. Testere ile kesmede, disk şeklinde testerelerin yerine soğuması için daha çok zaman alan doğrusal testere tercih edilmektedir. Talaş kaldırma sırasında soğutucu madde olarak hava, su veya ya ğ kullanılabilir.

27.04.2009


Plastiklerin Talaşlı İşlenmeleri •

•

•

•

Plastikten üretilen birçok parça kal ıptan çıktığında basit bir çapak alma işleminden sonra kullanıma hazır olur. Ancak bazı hallerde hassas ölçülerin tutturulması, kalıplama ile verilemeyen formlar için talaş kaldırarak yapılan işlemler zorunlu hale gelir. Bu işlemler tornalama, frezeleme, delme, diş açma ve kesme olabilir. Plastiklerin metallere göre de ğişik özelliklere sahip olması onların talaşlı işlenmesinde bazı önlemlerin alınması zorunlu kılar. Başta ısısal özellikler olmak üzere ( ısı iletkenliği, genleşme katsayısı, yumuşama noktası gibi) bazı mekanik özellikler ( sertlik, esneklik modülü) plastiklerin talaşlı işlenmelerinde çok önemli etkenlerdir. Metallerin i şlendiği takımlarla ve onların verileri ile işlendiklerinde çoğu kez plastikler eriyerek takıma sıvanır ve işleme istenen amaca ulaşılamaz. Bu nedenle plastiklerin talaşlı işlenmelerinde özel takımlar ve azaltılmış hızlar uygulanır. Bu takımlar ve hızlar plastik türlerine göre de değişir. Plastikler içinde termosetler, dolgulu olanlar ve fluorokarbon s ınıfı (teflon gibi) sorunsuz işlenirler.

27.04.2009


Plastiklerin Talaşlı İşlenmeleri • Plastikler yumu şak olduğundan genellikle talaş kaldırmada yüksek kesme hızları kullanılabilir. • Ancak malzemeyi kaz ımamak için takımın kesme açısı geniş açı şeklinde olmalıdır. • Genellikle tala ş kaldırma ile parça çok sıkı toleranslarla işlenmektedir. • Ancak plastik malzemelerde çok s ıkı toleranslar değersiz kalır. Bunun nedeni plastiklerin talaş kaldırması sırasında boyutların değişmesi ve ayrıca bazı plastiklerin emerek şişşmesidir. • nem Kuvvetlendirilmi plastikleri işlemek için genellikle sert metal (karbür) takoz kullanılır. 27.04.2009


Freze takımı

27.04.2009


Plastik malzemenin talaşlı imalatı; Freze için veriler

27.04.2009


Plastiklerin Tornalanması • •

• • •

Tornalamada kullan ılan kesme takımları sert metal veya hava çeliğinden yapılır. Bazı parçaların biçim ve malzemesinden kaynaklanan esnekli ğin fazla olu şu torna tezgahına bağlanırken desteklenmeyi gerektirir. Soğutma gerektiğinde de bor yağı gibi suda çözünen akışkanlar kullanılarak amaca ulaşılır . Plastiklerin tornalanmas ı için ifade edilenler burada da geçerlidir. Malzeme özelliklerinden kaynaklanan destekleme, soğutma, düşük hızlarda çalışma gibi hususlara önem verilmelidir. Torna takımı

27.04.2009


Plastik malzemenin talaşlı imalatı;Torna için veriler

27.04.2009


Plastiklerin Delinmesi •

Delme tak ımlarının uç formları ve helis açıları ile uç bilemede verilen bo şluk açısı önemli ölçüde fonksiyoneldir.

•

Tablo da plastik türlerine göre tak ım açıları verilmektedir.

27.04.2009


Plastik malzemenin talaşlı imalatı; Matkap için veriler

Spiral matkap

27.04.2009


Plastiklerin Kesilmesi • Tornalama h ızının yarısı alınarak plastikler testere ile kesilebilir.

Testere 27.04.2009


Plastik malzemenin talaşlı imalatı; Testere iç veriler

27.04.2009


Plastiklere vida açma

• Çok küçük çapl ı deliklere yağlamaya gerek kalmadan kılavuz takımı ile diş açılabilir. • Daha büyük çapl ı delikler için su veya bor yağı ile soğutma yapmak sureti ile çalışılır. • Bazen de rijit plastik parçalar matkapla delindikten sonra delik çapından biraz büyük sac vidası ile tespit edilebilirler. • Sac vidas ı ısıtılarak deliğe vidalanır .

27.04.2009


PLASTİKLERİN BİRLEŞTİRİLMESİ • Yarı mamul şeklindeki plastiklerin birbirine bağlanmasında metalsel malzemelerde olduğu gibi kaynak, yapıştırma ve mekanik birleştirme yöntemleri uygulanabilir. • Ancak bu ba ğlantıların gerçekleştirilmesi için plastiklerin özellikleri dikkate alınmalıdır

27.04.2009


Plastiklerin Kaynağı • • • • • • •

Bilindiği gibi kaynak ısının etkisi ile gerçekleştirilen bir bağlama yöntemidir. Isı, birleştirilecek yüzeyleri yumuşatır veya ergitir; işlemde bağlanacak malzemelerle aynı bileşime sahip ve elektrot denilen ilave malzeme kullanılır veya kullanılmaz. Kullanıldığı durumda elektrot, uygun bir şekilde açılmış kaynak ağzını doldurur ve kaynak meydana gelir. Elektrot kullan ılmadığı zaman, yumuşatılmış yüzeyleri birbirine bastırarak kaynak gerçekleştirilir. Birinci yönteme eritme kaynağı, ikincisine ise basınç kaynağı denilir. Aynı yöntemler plastik malzemelere de uygulanır. Plastiklerden sadece termoplastikler kaynak edilebilir. Termosetlerin kaynağı mümkün değildir; bunun nedeni bu plastiklerin sıcaklıkla sertleşmesidir. Bu malzemelere bir defa şekil verildikten sonra, ısının etkisi altında yumuşamazlar, ancak yanabilir veya kömürleşebilirler. Plastik malzeme kayna ğında göz önünde tutulması gereken önemli bir husus, talaş ancak kaldırma yöntemlerinde de belirtildiği gibi, bu malzemelerin ısıyı iletmedikleri ısıdan kolay etkilendikleridir. Dolayısıyla derin bir eritme elde etmek çok zordur; ayrıca elektrotun özü yumuşamadan yüzeyi kömürleşebilir veya yanabilir.

27.04.2009


İki tip plastik kaynak çeşidi vardır. • a)-D ıştan ısıtma isteyen kaynak grubu • b)- Isıyı kendisi yaratan kaynak grubu • • • • • •

TAN ISITMA 1.DI S Şıcak Gaz KaynağıİSTEYEN 2.S ıcak Eleman Kaynağı 3. Lazer Kayna ğı 4. İndüksiyon kaynağı 5. Yüksek frekans kayna ğı 6. Elektrik direnç kayna ğı

PLASTİK KAYNAKLAR

ISIYI KENDİSİ YARATAN PLASTİK KAYNAKLARI • 1. Sürtünme kayna ğı • 2. Ultrason kayna ğı • 3. Titre şim kaynağı

27.04.2009


Sıcak Gaz Kaynağı

• Termoplastik parçalar yine kendi türlerinden olmak üzere 3 mm çapta çubuk kullanılmak sureti ile sıcak hava üfleyen bir hamlaç ile kaynak edilebilirler. • Kaynatılacak parçaların birleşim yerlerine talaşlı işlem ile kaynak ağzı açılırsa kaynağın tutma gücü daha da artar. • Hamlacın sıcaklık ayarı plastiğin yumuşama özelliğine göre yapılarak kaynak sırasında çubuk ile kaynak ağzı beraber ısıtılmak sureti ile kaynak işlemi tamamlanır. • Kaynaktan sonra gerekli ise tala şlı işlem uygulanır.

27.04.2009


Sıcak Gaz Kaynağı • (a) Birle ştirilecek yüzeyler bir ısıtıcı eleman ile ısıtılır ve yumuşak hale getirilir; (b) ısıtıcı eleman yüzeylerden çabuk olarak uzaklaştırılır; (e) parçalar bastırılır ve bu şekilde kaynak yeri soğuyuncaya (katılaşıncaya) kadar tutulur Gaz kaynağı sıcaklık parametreleri

27.04.2009


Sıcak gaz kaynağı geniş bir sıcaklık aralığında yumuşayan PVC’nin kaynağı için elverişlidir.

Kaynak dikiş formları; Köşe birleştirme

27.04.2009

Kaynak dikiş formları;T—birleştirme


Sıcak Gaz Kaynağı • •

Bu yöntem büyük parçalar için çok elveri şlidir. Birleştirme elemanı olarak elektrot kullanılır.

• • •

Birle parçalar s tmak için s cak gaz şecek kullan ılır. Sıcak gaz olarak hava ve azot gaz ı kullanılır. Kullanılacak gaz’ların kuru ve temiz olması gerekir. Elektrot ile kaynak edilecek parçan ın yapısı aynı olmalıdır. Plastik kayna ğı yapılacak parçalara önce parçanın konumuna göre V,T şeklinde ağız açılır. Kaynak edilecek parçalarla birlikte elektrot malzemesi sıcak gaz ile( 1200 – 1800 ) ısıtılır. Gazs ıcaklığı ise plastiğin cinsine göre 2000 – 3500 arasında olur.Sert termoplastiklerde elektrot’un bastırılması düz bir parça ile,yumuşak plastiklerde rulo ile yapılır.

• • • •

27.04.2009

ı ı ı

ı


Sıcak Eleman Kaynağı • Bu yöntemde elektrot kullan ılmaz. • Kaynatılacak parçalar alın alına veya T oluşturacak şekilde tutulur. • Elektrik resistans ı ile çalışan bir sıcak eleman parçalar arasına getirilir. İyice yumuşayan plastik parçalar arasındaki sıcak eleman hızla aradan çekilir. • Parçalar bast ırılır. • Yüzeyler birbiri ile birle ştirilir. • Parçalar so ğuyuncaya kadar kalıpta tutulur. • Parçalar so ğuduktan sonra dışarı alınır.

27.04.2009


Termoplastiklerin sıcak eleman kaynağı (kama şeklinde ısıtıcı) 27.04.2009


L a s e r K a y n a ğı • • • • • • • • •

Termoplastiklerin çoğu transparan olduğundan bu şart kendiliğinden yerine gelir. Emme özelli ği için plastiğe katkı maddesi ilavesi(Karbon) gerekir. Önce uzunlu ğu 800-110 nm olan lazer ıdalga şını gönderilir. Laser (3) , transparan (1) parçadan geçer,ışık emici (2) parçanın yüzeyini ısıtır. Bu ısı, (1) no’lu parçanın da ısınmasına sebep olur. Her iki parçan ın yüzeyleri erir Parçalar so ğur, katılaşır. Güçlü bir ba ğ oluşur. Plastik laser kaynaklar ında Bindirme tipi kaynaklar iyi netice verirken alın kaynak tipleri iyi netice vermez. Çünkü plastiklerin ısı iletimleri düşüktür. Yanal ısı yayılması yeterli olmaz.

27.04.2009


Titreşim Basınç Kaynağı

• Alın alına getirilen plastik parçalar titreşim ve basınç ile temas yüzeyinde oluşan ısı neticesinde yumuşatılır. • Belirli bir süre sonra titre şim hareketi durdurularak basınç bir süre daha uygulanır. • Ardından soğumaya bırakılarak kaynak işlemi tamamlanır.

27.04.2009


Plastiklerin birbirleri ile laser kaynağı yapılıp yapılamayacağını gösteren tablo.

27.04.2009


Laser kaynağı yapılmış plastik parça örnekleri 27.04.2009


Yüksek Frekans Kaynağı • • • • • • • • • • • • •

•

Bu yöntem, parçalar ın temas yüzeylerinde yüksek frekans(20 - 60 MHz) oluşturan Elektromanyetik enerji kullan ır. Kaynak edilecek plasti ğin yalıtkanlığını esas alan bir yöntemdir. Kaynak edilecek plastikler iki elektrot plaka aras ına konur. Yüksek frekans elektromanyetik alan doğurur. Plastikler yal ıtkandır. Elektrik kay ıpları meydana gelir. Plastiklerin molekülleri dipol moment özelli ğine sahip olduklarından erime aşamasına kadar titreşirler ve ısı doğar. Parçalar do ğan ısı ile yumuşarlar ve elektrotlarla bastırılır. Elektromanyetik alan kesilir. Kaynak so ğur ve sonra katılaşma meydana gelir. Bu yöntemle dipol momentine sahip genellikle PVC ve PU plastikleri kaynak edilir. Başka plastikler ancak polar katk ı malzemesi ilave edilerek bu yöntemle kaynak edilebilirler. Bu yöntemin en önemli avantaj ı hız’ dır.Plastikler birkaç saniye içinde ısınırlar.

Bu kaynak yöntemi özellikle t ıp alanında ve tüketim mallarının paketlenmesinde kullanılan film’lerin kaynağında çok kullanılır.

27.04.2009


Termoplastiklerin yüksek frekans kaynağı

27.04.2009


ELEKTRİK DİRENÇ KAYNAĞI Yöntemde; • Plastik parçalar iki elektrot aras ına konur. • Elektrik ak ımı verilir. Bu yöntemde kaynak hızlı yapılır, kolayca otomatiğe çevrilebilinir, ekonomiktir. Elektrota ihtiyaç yoktur, çarp ılma görülmez.

27.04.2009


İnce Katman veya Film kaynağı

• Termoplastikten yapılmış plasti olan ince katman veya filmler üst üste getirilerek ğin yumu şama derecesinden daha yüksek bir sıcaklıktaki iki dar çubuk veya disk arasında bastırılmak sureti ile kaynak edilebilirler. • Sıcak, özel makas kullanılarak kesme ve kaynak bir arada kullanıldığı gibi bazen de ince ı film daha kal n bir plasti ğe değişik mekanizmalar ılabilirler . kullanılarak kaynat

27.04.2009


27.04.2009


Çözgen Dispersiyon Kaynağı • Uygun bir çözücüde çözünebilir plasti ğin %8-10’luk bir dispersiyonu ı ı temizliklerietkilenebilir yapılmış ikinitelikteki plastik parça yapıştince r labilir. • ile Buyüzey dispersiyondan parçalara bir tabaka halinde sürüldükten sonra parçalar alın alına geçirilerek baskı altına alınır, veya vidalı ise vidalanır, sonra kurumaya bırakılarak işle tamamlanır. • Plastik sanayinde indüksiyon ısıtma, radyo frekans veya yüksek frekans, partiküllü akışkanların kullanıldığı manyetik ve metal-plastik çifti için de kullanılan ultrasonik kaynak yöntemleri bu alanda geliştirilmiş modern yöntemlerdir. • Elektromanyetik ve ultrasonik kaynak uygulamalar ı sınırlı olup belirli plastikler bu yolla kaynak edilebilmektedirler .

27.04.2009


Plastiklerin elektromanyetik kaynağa yatkınlığı 27.04.2009


Plastiklerin ultrasonik kaynağa yatkınlığı 27.04.2009


Sürtünme Kaynağı •

•

•

•

Basınç kaynağının bir çeşidi olan sürtünme kaynağında birleştirme yüzeyleri arasında izafi hareketli bir sürtünme bunun bir sonucu olarak ısıve meydana gelir. Isının etkisi altında yüzeyler yumuşar ve parçalar bastırılarak parçalar arası birleşme meydana gelir . İşlem çok çabuk (30 ila 40 saniye) gerçekleşir, ancak birleşme sonucu dikis yerinde çepeçevre bir çapak kalır. Sürtünme kayna ğı oldukça sert olan PVC gibi plastikler için kullanılır .

27.04.2009


Ultrason Kaynak •

•

Yüksek frekans ın bir uygulama şekli olan ultrasonik kaynakta, parçanın birleştirilecek yüzeyleri bir ilave malzeme kullanılmadan ultrason etkisi ile ısınır ve uygulanan basınçla da kaynak yapılır. Termo plastiklerin yüksek frekans kaynağı oksit gibi yabancı tabakalardan temizlenmiş parçalar arası moleküler kohezyonun sağlanmasına bağlanır.

27.04.2009

ulltrasonik kaynak içi n diki ş formları


Plastik Çeşidine Göre Kaynak Yöntemi Seçimi • • • • • • • • • • • • • •

Acrylic – PMMA *Sar ı yanar, alevin dibi açık-mavi, aromatik koku vardır, kendi kendine sönmez. --- Ultrasonik, s ıcak hava kaynak yöntemi ile kaynaklanır. Acrylonitril Butadien Styrene --- ABS * İsli yanar,alev rengi portakal rengidir,lastik gibi kokar,kendi kendine sönmez. --- Sıcak eleman,sıcak hava,ultrasonik kaynak yöntemi ile kaynaklanır. Polyacetal --- POM *Aç ık mavi bir alevle yanar, --- Sıcak eleman,sıcak hava+azot gazlı,ultrasonik kaynak yöntemi ile kaynaklanır. Polyamide– PA *Sar ı yanar, alevin dibi mavi ve alev islidir, erir ve köpük yapar formik asit gibi koku vard ır, kendi kendine sönmez. --- Sıcak eleman ve sürtünme kaynak yöntemi ile kaynaklan ır.

27.04.2009


Plastik Çeşidine Göre Kaynak Yöntemi Seçimi • • • • • • • • • • • • • • • • • •

Polycarbonate --- PC * İsli alevle yanar,sarı alev ve kızarmış kül vardır,tatlı kokar,kısmen kendi kendine söner. --- Tüm kaynak metodlar ı ile kaynaklanır. Polyetilen --- PE *Aç ık bir alevle yanar,altı mavi,üstü sarıdır,damlama yapar ve donyağı gibi kokar.Kendi kendine sönmez. --- Sıcak eleman,sıcak hava,sürtünme kaynak yöntemi ile kaynaklanır. * Sıcak eleman kaynağı sıcaklığı PE : 800 : 2000 -2200 Sıcak eleman kaynağı sıcaklığı PE : 1000 - 2000 (H ızlı değişim-aşırı zaman) Polypropylene --- PP *Aç ık alevle yanar,altı mavi üstü sarı renktedir,çok damla damlatır yağ veya mum gibi kokar, kendi kendine sönmez. --- Sıcak eleman,sıcak hava,sürtünme kaynak metotları ile kaynaklanır. Sıcak eleman s ıcaklığı : 210 0 ± 10 0 Polystyrene --- PS * Portakal rengi isli bir alevle yanar,Kendi kendine sönmez. --- Sıcak eleman,sıcak hava,ultrasonik kaynak yöntemi ile kaynaklanır.

27.04.2009


Plastik Çeşidine Göre Kaynak Yöntemi Seçimi • Polysulfon --- PSU • * Kendi kendine sönmez. • • • • • • • • •

ı --Sıcak eleman,s cak hava,sürtünme,ultrasonik kaynak metodları ır. ile kaynaklan Polyvinylcloride --- PVC * Kenarlar ında yeşili olan sarı renkli isli bir alevle yanar,Beyaz bir duman ve hidroklorik asit kokusu gibi kokar.Kendi kendine sönmez. --- Tüm kaynak yöntemi ile kaynaklan ır. Polyvinylidenchlorid ---PVDF * Kendi kendine sönmez, 380 0 nin üzerinde ısıtılırsa,zehirleyici duman salar. --- Sıcak eleman,sıcak hava,sürtünme,ultrasonik kaynak metodları ile kaynaklanır. Sıcak eleman sıcaklığı : 210 0 ± 8 0

27.04.2009


Plastiklerin Yapıştırılmaları

• Çözünen plastikler olan termo plastikler %8-10 oranındaki kendi dispersiyonu ile yapıştırılırlar. • Yapıştırma işlemi için yüzey temizliği şarttır. • Yapıştırılacak plastik parçalarının iki yüzüne de ince bir tabaka dispersiyon sürülerek sıkıştırılır ve kurumaya terk edilirler. • Genellikle yüksek polimerler olan çözünmeyen plastikler ise bir ön yüzey işlemine tabi tutulurlar.

27.04.2009


Plastiklerin Yapıştırılmaları • Yapıştırmada birleştirilecek yüzeylerin arasına çok ince (0.1..... 0.3mm) bir tabaka şeklinde yapıştırıcı malzeme sürüldükten sonra belirli bir süre basınçsız veya basınç altında tutularak, bağlantı meydana getirilir. • Genellikle yap ıştırıcı malzeme, kimyasal reaksiyon sonucu katılaşarak bağlantıyı gerçekleştirir. BağIama mukavemeti yapıştırıcı parçaların yüzeyleri arasında meydana gelen adhezyon olayına dayanır. • Yapıştırma işlemi oda sıcaklığında veya bunun üstünde (200°C’a kadar) yapıldığından ısı faktörü önemli değildir. Bu yapıştırma yolu ile bağlanan çok ince parçalarda sebep olduğu şekil değiştirmeler veya çarpılmalar meydana gelmez; ancak bağlantının ısıya karşı mukavemeti lehim bağlantısına nazaran daha azdır. Bu nedenle ı ı yap bağolabilir. lantılarının kullanıldıkları yerde işletme sıcaklığı mak şt rma simum 100°C

27.04.2009


Plastiklerin Yapıştırılmaları • Hassas cihaz tekni ğinde, elektronik ve optik sanayi kollarında çok uygulanan bu yöntem son zamanlarda ı makine nda da tatbik edilmeye başlanmkonstrüksjyonlar ıştır. • Yapıştırma malzemesi olarak dünyada çeşitli tipte yapıştrıcı kullanılmakta olup çeşitli, isimler (Araldit,Reduz) ve semboller (404) altında tanımlanmaktadır. • Yapıştırıcıların malzemesi fenol, epoksi, poliester ve akrilik reçinelerj gibi suni reçinelerdjr. • Toz, pasta veya s ıvı halinde olabilen yapıştırıcı].ar genellikle birisi esas yapıştırıcı, diğeri katılaştırıcı (katalizatör) olmak üzere iki bileşenden meydana gelir. 27.04.2009


Plastiklerin Yapıştırılmaları Yapıştırıcılar üç gruba ayr ılabilir: •

(a) Oda s ıcaklığında

katılaşan soğuk yapıstırıcılar;

••

ı ı (b)Oda s ıcaklığında basve ncbas n etkisi altında katılaşan yapıştırıcılar ınç gerektiren veya gerektirmeyen s ıcak (c) 80° 200°Cde kat ıve laşan yapıştırıcılar. Plastik malzemelerin yapıştırılması için ilk iki gruba giren yapıştırıcılar kullanılır. Bunlar genellikle iki bileşenden oluşan yapıştırıcılardır.

Teknoloji bakımından yapıştırma işlemi aşağıda gösterilen ana kademelerden oluşur. • •

a.On hazırlık. Yapıştırılacak yüzeyler işlenjr ve temizlenir. Yüzeyin

pürüzlü].üğü ve temizliği, bağlantı mukavemetjni önemli şekilde etkilemektedir. b.Yapıştırıcının hazırlanması. İki bileşenlj, yapıştırıcılarda yapıştırıcı ve ı

ı ı ı

ı

ı

ı

ı ı ı

ıştırş ıc ekilde laşt haz r c ıbile rlanan yapyap t ırma lar bir işleminden süre bekletilir önceveya birbirine derhal karyüzeylerin şkat şenler şt r l r, Bu üzerine sürülür

27.04.2009


Plastiklerin Yapıştırılmaları Bağlantının mukavemetini arttırmak için şekilde gösterildiği gibi yapıstırına yüzeyleri büyütülür

Plastiklerin yapıştırılması

27.04.2009


Yapıştırmalı köşe birleştirmeleri

27.04.2009

Yapıştırmada konstrüksiyon şekilleri


Plastiklerin Sekillendirme Yontemleri Bolum 2

Recommend Documents