HACİM KALIPÇILIĞI
1-Tanım ve Önemi:
Talaşlı üretimle oluşturulan kalıp boşluklarını çeşitli metotlar ile doldurarak,istenilen ölçü ve biçimdeki parçaların üretimi sağlanmaktadır. Mamul boyutlarına uygun boşlukları bulunan ve üretiminde kullanılan aparatlara Hacim Kalıbı denir.Kalıbın tasarımını,yapımını ve parçanın üretimini kapsayan meslek dalına Hacim Kalıpçılığı denir.
Hacim kalıpları ile günlük hayatta kullandığımız aklımıza gelebilecek ister plastik malzemelerden,isterse metal malzemelerden olsun her türlü parça üretimi yapılmaktadır.
El aletleri,elektrik malzemeleri,elektronik parçalar,mutfak eşyaları,otomotiv ve makine sanayinde kullanılan ürünler bazılarıdır.
2- Çeşitleri:
Hacim kalıpçılığı,kalıplanacak malzeme ve uygulanan metot olarak üç ana gruba ayrılır:
1- Plastik Hacim Kalıpçılığı
2- Basınçlı Döküm Kalıpçılığı
3- Sıcak Dövme Kalıpçılığı
1- Plastik Kalıpçılığı
Hammadde olarak düşük sıcaklıklarda eriyen çeşitli plastikler kullanılmaktadır.
Mutfak eşyaları,oyuncaklar,elektrik,elektronik ve otomotiv parçalarının üretimi yapılmaktadır.İyi tasarlanmış bir plastik hacim kalıbı ile yapılan üretim ile aşağıdaki avantajlar elde edilir:
a- Yüksek oranda seri üretim
b- Parça başına düşen en az işçilik oranı
c- Üretilen parçaların ek işlem gerekmeden anında kullanımı
d- Değişik biçim ve boyutlardaki parçaların üretim kolaylığı
e- Üretilen mamul içerisine taşıyıcıların yerleştirilme kolaylığı
f - Üretilen mamulün ekonomik olması
Plastik kalıpçılıkta karşılaşılan dezavantajlar:
a- Kalıp maliyetlerinin yüksek olması
b- Kalıp üretiminde kullanılan tezgah ve avadanlıkların pahalı olması
c- Üretimdeki kontrol zorlukları
d- İyi yetişmiş kalıpçıların azlığı
2- Basınçlı Döküm Kalıpçılığı
Düşük sıcaklıklarda eriyen metallerin (alüminyum vb.)ve alaşımları kalıplanmaktadır. Gelişen teknoloji ile çelik ve alaşımları da kullanılmaktadır.
Kullanılan kalıplar tasarımı ile plastik hacim kalıplarına benzerler.Bu yöntemle elde edilen parçaların dayanımları yüksek,talaş kaldırma ve işleme payları düşük oranda ve uzun ömürlü olmaktadır.Gelişen teknoloji ile çelik ve alaşımları da kullanılmaktadır.
3-Sıcak Dövme Hacim Kalıpçılığı
Bu kalıplarla makine,otomotiv parçaları ve el aletleri seri olarak üretilmektedir.Makine sanayinde dişliler,diskler, flanşlar,otomotiv sanayinde krank ve kam milleri,biyel kolları,el aleti olarak çekiç,pense,kerpeten gibi ürünler üretilmektedir.
PLASTİKLER:
1-Tanım
Büyük moleküllü sentetik polimer malzemelere plastik denir.Birbirleriyle veya başka materyallerle kolayca karıştırılarak değişik özellikli homojen malzeme oluşturabilirler. Plastik malzemelerin çeşitli bulunmaktadır.Bazı plastikler cam gibi saydam,kimyasallara karşı dayanıklı olabildiği gibi,yalıtkan olanları vardır.Ayrıca sert veya yumuşak olanların yanı sıra dünyadaki en hafif maddedir.Halen kullanılmakta olan 400.000’den fazla plastik çeşidi bulunmaktadır.
2-Çeşitleri
A-Termo plastikler:
Isıtıldığında yumuşayan,soğuduğunda katılaşarak şekil alabilen,ısı işlemlerinden sonra kimyasal değişikliğe uğramayan plastik türüdür .Birden fazla ısıl işleme tabi tutlarak kalıplanabilme özelliğine sahiptirler.
Çeşitleri:
1- Poli-etilen:Yoğunluğu az olan plastiklerdendir.Esnek,kırılmaya direnci yüksek,havadan asit,alkali ve deterjanlardan etkilenmez,iyi bir izolasyon özelliğine sahiptir.Genellikle ambalaj sanayinde,ev eşyası,oyuncak,ilaç ve laboratuar eşyası döşemecilikte kullanılır.
2- Polipropilen:Çekme direnci hayli yüksek(güçlendirildiğinde 386 kg/mm²), kırılganlığı az,ısı direnci yüksek(150°C buhara dayanım),yoğunluğu azdır(0,83gr/cm³),kimyasallara dirençlidir,film haline getirilebilir.Ev aletleri yapımında,sandalye,sehpa,çöp sepeti ,pedal yapımında ve ambalaj sanayinde kullanılır.
3- Poli Stiren:Mekanik özelliği iyi,açık havadan etkilenmez, kırılgan ve şeffaftır.Genellikle ambalaj sanayinde,oyuncak yapımında,atılabilen tabak,çatal.kaşık yapımında,sebzelik,dikiş makarası,tükenmez kalem gövdesi ve teyp kaseti gibi ürünlerin yapımında kullanılır.
4- Akrilikler: Şeffaf ve optik özelliği iyidir.havadan etkilenmez,ölçü değiştirmez,işlemesi kolaydır,ısı dayanımı yüksek ve yanma özelliği azdır.
Genellikle optik parçalar,uçak camları ve trafik işaret lambaları yapımında kullanılır.
5- Asetal:Kırılganlık direnci fazla,sıcak sudan(100°C) etkilenmez,çok iyi yalıtkandır.
Genellikle dişli,yay, mil yatağı,mutfak eşyası,pompa parçaları ve su teknesi yapımında kullanılır.
6- Akrinitril-Butadien stren (ABS):Mekanik özellikleri iyi,kırılmaya ve çarpmaya dayanıklı,yüzey kalitesi iyi,aşınmaya direnci fazla,yalıtkanlığı yüksek su ve rutubetten etkilenmez.Isıtma ve buz çözme yataklarında takım çantası,gövde paneli,taşıma çantası,ızgara,ayakkabı endüstrisinde otomobil sanayinde ve ev döşemeciliğinde kullanılmaktadır.
7- Naylon:Çekme yırtılma ve ısıya dayanımı yüksek,aşınmaya dirençli,sürtünme katsayısı düşük,kimyasallara dirençli ve işlemesi kolaydır.genellikle dişli,yatak,makara,pil yuva ve kapakları,el aletlerinin sapları,conta yapımında,tekstil sanayinde,döşemecilikte,otomobil sanayinde,paraşüt bezi yapımında,elektrik ve elektronik sanayinde kullanılmaktadır.
8- Selüloz:Ağaç ve pamuk liflerinin kimyasal işlemlerden geçirilmesiyle yapılan plastik türüdür.Dayanımı yüksek,kırılganlığa direnci fazla,açık havadan etkilenmez,ısı direnci yüksek,iyi bir yalıtkan ve kalıplanabilme özelliği çok iyidir.Genellikle oyuncak,güneş gözlüğü çerçevesi,reklam panolarında ve elektrik endüstrisinde kullanılır.
9- Polivinil Klorid (PVC):Kimyasallara ve aşınmaya direnci fazladır,açık havadan etkilenmez,su emme özelliği az,çekme direnci yüksektir.Elektrik bağlantı setleri,dalgıç ayakkabıları,ev eşyası yapımında,plastik tel,pencere kasası yapımında ve otomobil sanayinde kullanılmaktadır.
10- Poli Karbonat: -130°C ile 135°C ısılara dayanıklıdır,boyutsal ölçü değişimi az,Kimyasallar ve yağlardan etkilenmez,iletkenliği yoktur,şeffaftır.Aydınlatma amacı ile pencere camı yapımında,mercek yapımında,reklam panolarının yapımında,trafik işaret lamba kapaklarının yapımı gibi yerlerde kullanılmaktadır.
B- Termoset plastikler:
Bir kereye özgü olmak üzere ısıtıldığında şekillendirdikten sonra,tekrar ısıtıdığında biçim verilemeyen plastik grubudur.
Çeşitleri:
1- Amin plastikler (Urea-Melaminler):Toz halinde bulunan urea reçineleri tutkal olarak kullanılır ve reçine tutkalı olarak bilinirler.Düşük frekanslı akımlar için iyi yalıtkan,ısı dirençleri yüksektir.Genellikle su ve kimyasallara karşı ayanıklıdır.banyo ve mutfak kaplamalarında,kontraplak ve kontralit gibi malzemelerin yapıştırılmasında,yemek takımları yapımında,elektrik eşyalarının yapımında kullanılmaktadır.
2- Epoksiler:epoksi reçineleri polyester ve epoksi grubu plastiklerin kimyasal bileşimidir.Fenol-formaldehit,urea-formaldehit,naylon,asit ve asit eriyikleri ile bileşik oluşturarak meydana gelir.Esneme ve çekme dayanımları yüksek,aşınmaya dirençli,yapışma özelliği ve güçlendirildiğinde ısı direnci yüksek plastik türüdür.genellikle tutkal,boya ve yaprak plastik levha yapımında kullanılmaktadır.
3- Fenolikler (Bakalitler):Fenol ve formaldehit bileşiği olan bir plastiktir.Isı direnci ve elektriksel özelliği iyi,çekme dayanımı yüksek,kimyasallara dirençlidir.Dolgu maddesi odun talaşı olan fenolikler fazla miktarda su emerler,mineral dolgulu olanlarının özellikleri iyidir.Dökümcülükte,zımpara taşı yapımında,hava gzı ve petrol yağları taşıyan boru yapımında,mutfak eşyalarının saplarında,elektrik sanayinde kullanılqan plastik türüdür.
4- Polyester:Cam elyafıyla güçlendirilen polyesterin çekme dayanımı oldukça yüksektir.(yumuşak metallerin çekme dayanımından fazladır) Elektrik iletkenliği yoktur,ısı direnci yüksektir.Kimyasallara dayanıklıdır.Esneme kabiliyeti ve darbe dayanımı nedeniyle elde kullanılan elektrikli aletlerinin,otomobil ve tekne gövdesi yapımında,spor malzemelerinin yapımında ve yapışma özelliğinden dolayı yapıştırıcı olarak kullanılmaktadır.
5- Silikatlar:Bileşikleri yüksek sıcaklıklara dayanıklı (-260°C ile 450°C) bir plastik türüdür.Rutubet ve kimyasallara direnci iyidir.Elektirk aleti yapımında ve yapıştırıcı olarak kullanılır.
6- Uretanlar:İyi bir yalıtkan ve ısı dayanımları yüksektir.( -60°C ile 205°C)Kimyasallara direnci yüksektir.Gıda sanayinde,ev eşyası yapımında,deniz botu ve can kurtaran simiti imalinde,askeri malzeme yapımında kullanılmaktadır.
C- Kauçuk:
Tanım:Kauçuklar genellikle elastik özellik gösteren malzemeler olarak tarif edilebilir. Bu malzemeler genellikle uzun zincir melekülüdür ve polimer olarak bilinirler.
Elastik özelliğin polimer ile birleşmesinde elastomer ismini meydana getirir. Bu yüzden kauçuk ile eşanlamda kullanılmaktadır. Kauçuk termoplastik özelliğe sahiptir. Kalıp ile şekil verildikten sonra ısı ile yumuşatılıp tekrar kalıplanabilmektedir. Özelliğini yitirmeden istenildiği kadar ısı altında şekillendirilebilir. Kauçuk tabi ve sentetik olarak ikiye ayrılır.
Çeşitleri:
TABİİ KAUÇUK
Tabii Kauçuk (NR) Hevea Breasiles ağacından alınan ve Latev adı verilen Polyisoprene ve su emilasyonundan elde edilir. Sültümsü sıvı, özel şekilde yarılan ağaçtan küçük kaplara toplanır. Bu latex kaogüle denir.
Yaklaşık bir asır süresince tabii kauçuk bilinen yagane kauçuk türü idi. Oto lastiklerinin kullanımının artması ile bugün toplam kauçuk tüketiminin sadece %33'ünü tabii kauçuk karşılamaktadır.
SENTETİK KAUÇUK
Sentetik kauçuk uygun manomerlerin reaksiyonla polimer haline getirilmesiyle sulu emülsiyon veya soluventle süspansiyon şeklinde elde edilir.
1. Dünya Savaşında az miktarda metil kauçuk üretimi yapılmakla beraber, ticari olarak üretilen ilk sentetik kauçuk 1931'de piyasaya verilen Polikloropen tipi NEOPREN'dir.
Kullanılan Bazı Sentetik Kauçuklar ve özellikleri;
Tabii Kauçuk (Polyisoprene Rubber)
Aşınmaya dayanıklı, elastikiyet gerektiren alanlarda kullanılır. Sıcaklık direnci düşüktür. -40 ºC + 80ºC sıcaklıklarda çalışabilir. Yağ, hava (ozon), salvent dayanımı iyi değildir. Sentetik olarakta imal edilmektedir.
- Ayakkabı tabanı imalatı
- Gıda ve Oyuncak sektöründe
- Ara. Tekerlerinin yola basan yüzeyleri imalatında kullanılır.
SBR Kauçuk (Styrene Bütadiene Rubber)
30 - 95 Shore A sertlik derecesine sahip -30ºC + 110ºC sıcaklıklarda çalışabilen tabii kauçuğa en yakın sentetik kauçuktur.
Solventlere, yağa, petrole dayanıklı değildir. Esneklik özelliği iyi olan ve suya dayanımı iyi olan bir kauçuk türüdür.
NBR Kauçuk (Nitrile Butadiene Rubber)
25 - 95 Shore A sertlik derecesinde -40ºC + 140ºC sıcaklıklarda çalışabilen sentetik kauçuk türüdür. Yağ, solvent dayanımı iyidir. Isı ve hava dayanımı iyi değildir. PVC ile karşılaştırılırsa bu özellikler geliştirilebilir.
EPDM Kauçuk (Ethylene - Propylenediene Monomer Rubber)
ıyi bir sentetik özelliğine sahip, ozon ve ısı dayanımı çok iyi olan 30 - 90 Shora A sertlik dercesinde, -40ºC + 150ºC sıcaklıklarda çalışabilen sentetik kauçuktur. Yağ ve alifatik solventlere dayanımı iyi değildir.
- Su hortumları imalinde
- Tel ve kablo izalayonunda
- Otomotiv ve yedek parça imalinde kullanılır.
CR Kauçuk (Chloroprene Rubber) Neopren
1931 yılında piyasaya tabi kauçuğun (NR) yağa mukavemetli tipi olarak tanıtıldı ve hala bu gaye ile kullanılmaktadır. Mumlara, yağlara, greslere ve petrol mamulüne dayanıklıdır. Bazlara seyreltik minarel asitlere ve darbeye, uygun bir formülasyonla çok iyi netice verir. Neoprendeki klor mevcudiyeti diğer hidro karbonpolimerlere göre çok daha iyi yanma mukavemeti sağlar. Sıcaklık dayanımı iyi değildir. 30 - 90 Shore A derecesinde -30ºC + 120ºC sıcaklıkta çalışabilen sentetik kauçuktur.
PLASTİK KALIPLAMA YÖNTEMLERİ:
Plastik ürünlerin imalatında değişik kalıplama metotları uygulanmaktadır.Biçimlendirme metotlarında plastik maddenin kalıplama ısısına getirilmesi,yeterli basınç uygulanması ve ürünün kalıp içerisinde biçimini koruması temel özelliklerdendir.
Sınıflandırılması:
En çok kullanılan kalıplama metotları:
1-Enjeksiyon kalıplama metodu
2-Sıkıştırma kalıplama metodu
3-Transfer (aktarma) kalıplama metodu
4-Fışkırtma (eksturizyon) kalıplama metodu
5-Şişirme (süflaj) kalıplama metodu
6-Haddeleme
7-Döndürmeli kalıplama metodu
8-Soğuk kalıplama metodu
Diğer kalıplama metotları:
1- Dökme kalıplama
2- Plastik levhadan kalıplama
3- Güçlendirme kalıplama
4- Köpürtme kalıplama
ENJEKSİYON KALIPLAMA METODU:
A- Termoset plastiklerin kalıplanması:
Bu kalıplama metodunda polyester ve metakrilit bütadien stiren karışımı toz madde ortak eksenli dalıcı pistonlu enjeksiyon preslerinde iyi biçimde kalıplanabilmektedir.Kalıplama zaman kayıpları da %60 oranında azalmaktadır.Ortak eksenli dalıcı pistonlu preslerde plastik madde yükleme boğazından toz halinde doldurulur.Silindir içerisinde sıkıştırılan plastik madde,dalıcı piston tarafından enjeksiyon silindirine gönderilir.Burada ısı etkisiyle akışkan hale gelen plastik madde yine dalıcı piston yardımı ile kalıp içerisine basınçlı olarak gönderilerek kalıplama işlemi tamamlanır.
Termoset plastiklerin kalıplanmasında tünel giriş kanallı kalıplar kullanılır.Kalıplanacak parçanın biçimine ve plastik madde cinsine bağlı olarak kanal açıları,yerleşimi ve itici pimler değişiklik gösterir.kalıplamada silindir sıcaklığı düşük,kalıplama sıcaklıkları yüksek olmalıdır.Örneğin bakalit malzemenin silindir sıcaklığı 55°C ile 115°C olurken kalıplama sıcaklığı ise 165°C ile 215°C’dir.
Ayrıca kullanılan enjeksiyon preslerin ısıtıcı silindir,vidalı mil,enjeksiyon memesi ve kontrol ünitesi gibi kısımları termo plastiklerin kalıplanmasında kullanılan preslerden dizayn olarak farklılıklar gösterir.
B- Termo plastiklerin kalıplanması:
Enjeksiyon kalıplamada silindir içerisinde kalıplama sıcaklığına gelen plastik madde mil yardımı ile kalıp içerisine basınçla enjekte edilir. Kalıbın şeklini alan malzeme soğuduktan sonra,kalıp otomatik olarak açılır ve ürün kalıptan alınır.
Enjeksiyon kalıplama metodunda kalıp tasarımı önemli yer tutmaktadır.Enjeksiyon presin yapısı,operatör çalışma şartları,malzemenin özellikleri,kalıp boşluğu yüzey kalitesi ve kalıplama toleransı göz önünde bulundurulur.
Kalıp Elemanları:
1- Yolluk Burcu ve Yerleştirme Bileziği:Yerleştirme bileziği yolluk burcu ve enjekte memesinin aynı eksende çalışmasını sağlar.Yolluk burcu enjekte memesine yataklık yaparak plastiğin kalıp içerisine girişini sağlar.Plastik giriş ağzı iç bükey yapılarak,enjekte memesinin karşılar.
2- Bağlama Plakaları:Kalıplama boşluğunu oluşturan plakaların desteklenmesini ve birbirine montajını kolaylaştırırlar.
3- Kılavuz pimler:Kalıp yarımlarının aynı konumda açılıp-kapanmasını sağlamak amacıyla,kalıp üzerine iki ila dört adet merkezleme pimi ve burcu yerleştirilir.Kalıbın kurs boyu oranında tasarlanırlar.
4- İtici Pimler,Burç ve Plakalar:İtici pim ve burçlar kalıplanan parçanın kalıp içerisinden çıkarılmasını sağlarlar.Genellikle burçlu kalıplarda kullanılır.Pimler belli noktalardan parçayı iterken,itici burçlar parçanın tüm yüzeyini kaplayarak itme işlemi yaparlar.Bu elemanlar yay etkili çalışırlar.
5- Destek plakaları:Büyük boyutlu kalıplarda itici pimlerin ve plakaların desteklenmesinde kullanılan kalıp elemanlarıdır.
  
Kalıplarda Dağıtıcı ve Yolluklar:
Yolluklar plastik maddenin kalıp içerisine giriş yeridir.Dağıtıcı kanallar,yolluk ve giriş kanalları arasındaki bağlantı kanallarıdır.Bu kanalların biçim ve boyutları:parça biçimi,plastik maddenin özellikleri gibi faktörler göz önüne alınarak tasarlanırlar.En çok kullanılan dağıtıcı kanal biçim kesiti olarak yuvarlak,yarım-yuvarlak,trapez ve dikdörtgen kesitli olanlarıdır.
Kanallar enjeksiyon basıncını etkilemeden ve plastik maddenin akışını kolaylaştıracak,donmasına neden olmayacak boyutlarda olmalıdır.
  
Değişik Yolluk Tipleri
Tipik Bir Enjeksiyon Presi
ŞİŞİRME KALIPLAMA:
Bu metodun uyguluma prensibi kısaca,üzerinde delikler bulunan bir mil üzerindeki akma derecesine yakın olan plastik madde,hava basıncı ile kalıp boşluğuna itilirek çepeçevre boşluk cidarlarını sarması sağlanır.Soğutularak,kalıp boşluğunun biçimini alır.
Bu yöntemle 250gr’a kadar içi boş olması istenilen parçalar( Akışkan taşıyan bidonlar,şamandıralar,pet şişeler,vb.)üretilmektedir.
 
  
Bazı kalıp ve örnek parçalar
|
