Plastik Enjeksiyon kalıpçılığı günümüzde çok önemli bir yer tutmaktadır. Bu kalıpların tasarımında en önemli nokta ergimiş plastiğin kalıp boşluğuna istenilen sıcaklıkta ve zamanda ulaşmasıdır; bu yüzden yolluk tasarımlarımda önem kazanmaktadır. Kalıbın yüksek verimde çalışması için doğru yolluk ve ürün giriş noktalarının iyi tespit edilmesi gerekmektedir aksı takdirde kalıp istenilen verimde çalışamaz.

İstenilen özelliklere göre nasıl yolluk kanalı ve ürün girişi seçilmedir sorusunun cevabını aramakta olan bu makalede çeşitli yollukların özellikleri, avantajları ve dezavantajlar bulunmaktadır. Örneğin; ”enjeksiyon işleminden sonra ürün ve yollukların kendiliğinden ayrılması isteniliyorsa iğne yolluk kullanılmadır” gibi bilgiler bulunmaktadır.

1.GİRİŞ

Plastik enjeksiyon kalıplarında ergimiş plastiğin hızlı ve fazla basınç kaybı olmadan kalıp boşluğuna doldurmak için açılmış olan kanallara yolluk denir. Yolluklar çeşitli şekil ve boyutlarda olmakla beraber ürünün özelliğine ve basılacak adet doğrultusunda tasarlanır. Ürün şekli, boyutu ve yüzey kalitesi yolluk tasarımına etkileyen başlıca faktörlerdir. Bu faktörlerin uygun değer düzeyde değerlendirip ona göre yolluk şekli seçilmeli tasarım bu düzeyde yapılmadır.

Plastik kalıplarında yollukların en önemli bir başka özelliği de ürün girişlerinin şartlara göre (ürün şekli, boyutu, yüzey kalitesi, v.b…) farklı şekillerde yapılmasıdır. Başlıca ürün giriş tipleri şunlardır; Kenar yolluk, diyafram yolluk, iğne yolluk, tünel yolluk, fan yolluk başlıca örnekleridir.

2- Yolluk Sistemleri

2.1-Tanım

Ergiyik maddenin kalıp boşluğuna gidişini sağlayan kanalların toplamına YOLLUK SİSTEMİ denir. Yolluk sistemleri, dökülen parçanın biçim ve boyutları ile alaşımına göre çeşitli şekillerde olurlar. Potadan dökülen ergiyik madde, yolluk sistemini meydana getiren düşey ve yatay kanallardan geçerek kalıp boşluğunu doldurur (1).

2.2-Görevleri

1- Kalıbın tam ve kusursuz olarak doldurulmasını sağlamak.
2- Ergiyik maddenin akışında, çarpma ve çalkantılar meydana getirmemek
3- Ergiyik maddenin akış hızını ayarlamak
4- Soğuma ve katılaşmanın dengelenmesini sağlamak
5- Hava ve diğer gazların kalıp içerisine sürüklenip sıvı maden tarafından emilmesine engel olmak
6- Kalıp işçiliğini artırmamak
7- Ergiyik madde kaybını en aza indirmek (2).

2.3-Yolluk Sisteminin Bölümleri

Yolluk sistemleri 3 ana bölümden oluşur. Bu bölümler aşağıda belirtilmiştir

1- Havşa(yolluk koniğ)
2- Gidici(dağıtıcı kanllar)
3- Meme(ürün girişi) (3)

2.3.1- Yolluk Koniği (Yolluk): Basınç kaybını en aza indirmek için kanalın kesiti yuvarlaktır ve kalıptan kolay çıkması için 2º ile 5º arası konik açıya sahiptir. Yolluk burcundaki kanal, yolluğu (yolluk koniğini) oluşturur. Kalıp kapandıktan sonra enjeksiyon memesinden, enjeksiyon işlemi safhasında, eriyik plastik malzeme yolluk burcuna akar. Bu işlem esnasında kalıbın bu bölgesi yüksek basınçlardan dolayı çabuk aşınır. Bu nedenle yolluk burcu sertleştirilmiş çelikten yapılmalı ve kalıba monte edilmelidir. Böylelikle aşındığı takdirde kolayca değiştirilebilmelidir (3).

Yolluğun ölçüleri üretilecek parçanın boyutlarına ve et kalınlığına bağlıdır. Yolluk, kalıptan kolaylıkla ve güvenli bir şekilde çıkarılabilmelidir.

2.3.2- Dağıtıcı Kanal: Dağıtıcı kanallar, yolluk ve giriş kanalları arasındaki bağlantı kanallarıdır. Şekil 2.1 de en çok kullanılan dağıtıcı kanal şekilleri vardır. Dağıtıcı kanalların biçim ve boyutları, kalıp tasarımında düşünülmesi gereken en önemli kısımlardan birisidir. Enjeksiyon, basınç kaybını en aza indirecek ve eriyik plastik malzeme akışına hız kazandıracak boyutlarda olmalıdır. Ancak, eriyik plastik malzemenin donmasına sebep olabilecek büyüklükte de olmamalıdır. En çok kullanılan dağıtıcı kanalların kalıp açılma çizgisi (hareketli kalıp ile sabit kalıp yarımlarının birleştiği nokta) üzerindeki kesit görünüşü yuvarlak, yarım yuvarlak, trapez ve dikdörtgen biçiminde olanlarıdır (2).

Şekil 2,1: Yolluk kanal şekilleri (1)

Bu tip yollukların etkin alana hacimlerinde azalma olur ve bu tip kanallarda, basınç düşmesi fazladır. Baskıdaki kalıp içi basınç kontrolü azalır. Yolluk sisteminin kesiti, ayrıca yolluk sistemini dışına atmak için gerekli itici kuvvetlerin üzerine etkisi vardır Eğimli veya açılı şekildeki yolluklar örneğin, yarım ve tam yuvarlak veya trapez kesitli yolluklar, kalıptan atılması esnasında daha az kuvvete ihtiyaç duyar. Tam yuvarlak yolluk sistemi, diğer yolluklara göre daha iyi alana ve kalıptan atılma karakteristiklerine sahiptir Fakat bu yolluğun her bir yarısının, bir kalıp plakaya işlenmesinin zorluğundan dolayı yapılması pahalıdır. Tam yuvarlak yolluk yapmak yerine, makul alana ve kalıptan atılma karakteristiğine sahip tabam eğimli trapez yolluk daha ucuza yapıldığından, kullanılabilir Özel freze çakısı, yolluk yapımı esnasında yolluk açmada kullanılır.

2.3.3- Ürün Girişi(meme): ürün girişleri ergimiş plastiğin kalıp boşluğu ile bağlantı noktasıdır. Yolluk koniğinden yola çıkan plastik ürün girişinden sonra şekil alacağı yere yanı kalıp boşluğuna dökülür. Ürün girişlerini hassas işlenmedi gerekmektedir aksı taktirde şekil alan plastikte çapaklanmalar oluşur. Ürün girişleri birçok çeşitte olabilir. İğne yolluk ve klasik yolluklar başlıca örnekleridir (2).

2.4-Yolluk Giriş Tipleri (Gate)

Yolluk giriş bölgesi kararlaştırıldıktan sonra, doğur yolluk giriş tasarımı ve geometrisi seçilir. Yolluk giriş dizaynı kullanılma yerine göre farklılık gösterir. Yolluk giriş bölgesinin tespitinde, etkili olan faktör aynı zamanda yolluk giriş tasarımına da etki eder. Tek gözlü kalıplarda veya büyük tek parçalı baskılarda direkt besleme, yolluk giriş (feed gating) sistemi benimsenir. Bu durumlarda makine memesi (nozzle) direkt baskıya plastik gönderir, sonuç olarak yolluk sistemine ihtiyaç yoktur, Baskıyı düzgün şekilde, kaynak izi oluşmadan, doldurmak için direk besleme yolluk girişi, parçanın geometrik merkezine yerleştirilir. Örneğin, çöp kovası, kova, kap vb (2).

2.4.1-Kenar yolluk girişi

Kenar yolluk girişi, (ŞekiL2.2)en basit yolluk giriş dizaynıdır ve kolayca işlenebilir. Genellikle, frezeyle bir paso alınarak yapılır. Kenar yolluk girişinin yapımının kolay olmasına rağmen kullanım alanı sınırlıdır; çünkü bu dizaynın kalıp doldurma karakteristiği iyi değildir. Yolluk giriş geometrisi, erimiş plastiğin kötü bir şekilde girişte yayıldığını gösterir. Bazı durumlarda, erimiş plastik kalıp girişindeki akışında hiç, yayılmaz, solucan gibi kıvrılarak ve fışkırarak akan plastik, parça içinde kıvrımlar oluşturur. Bu durumların sonucu, baskının kuvveti azalır ve parça yüzeyi kötü olur. Kenar yolluk girişi, eğer parçada çok iyi kalite veya estetik aranmazsa kullanılır. Yolluk girişi yerinde herhangi bir yırtılma (gate scar) olduğunda,
kapının değiştirilmesi istenebilir.(2)

Şekil 2.2 tipik kenar yolluk girişi (2)

2.4.2-Fan Yolluk Girişi (Gate,Kapl)

Fan kapı (Şekil 2.3), kenar yolluk girişinin şekillendirilmiş halidir. İnece parçaları doldurmakta kullanılır. Erimiş plastik kapıdan yayılarak girer, bunun sonucunda kalıp doldurma işlemi düzgün olur. Fan kapı, parçanın yamulmasını azaltır ve parçanın düzgün yüzeyli çıkmasına yardımcı olur. Etkili sonuç almak için, kapanın parçayla kontak yüzeyinin büyüklüğü, besleme yoğunluğunun kesitinden büyük olmamalıdır. Büyük yolluk giriş alanından dolayı, yolluğun kesilmesi veya koparılması esnasında hafif yolluk girişi(kapı)izi problem olabilir.

Şekil2.3-tipik fan yolluk girişi (2)

2.4.3-Diyafram Kapı (Diaphram Gate, Yolluk girişi)

Diyafram ve disk kapı (Şekil 2-4) silindirik veya içi boş parçalarda, konsantiriklik ve kaynak kuvveti istendiği zaman kullanılır. Balanslı kalıp doldurma için minimum yol lı ii giriş uzunluğu (land lentgh) 0,5-1 mm (genel olarak) tavsiye edilir. Disk şeklindeki kapının parçadan alınması esnasında. parça kenarında keskinlik oluşur. Kapıyı baskının içine pozisyonlandırmak, baskı sonrası operasyonları azaltır (2).

Seki/2-4Diyafram kapı  (2)

2.4.4-Halka Kapı

Halka kapı, (Şekil 2.5) genellikle silindirik ve içi çapının boyutlarının dış çaptan daha önemli olduğu parçalarda kullanılır.
Yolluk kısmı ilk önce dişi kalıba açılır ve sonra bunun karşıtı, erkek kısma açılır yolluk giriş uzunluğu, bu yolluktan parçaya doğru açılır. Kapı derinliği, genellikle kalıp denemesiyle belirlenir. Sığ kapı derinliği, kalıp dolma kontrolünü azaltırken, kalın kapıda, yolluğun koparılması problemi doğurur ve bu maliyeti arttırır (2).

Şekil 2.5 tipik Halka yolluk girişi (2)

2.4.5- Yolluk Kapı
Yolluk kapı girişi. (Şekil 2.6) baskının diyafram veya halka kapıya göre çok büyük olduğunda kullanılır.
Bu kapı diğer iki dizayna göre daha fazla polimerin akmasına olanak verir. Bu durumda akmadaki hacimsel artışla, akma kontrolü nedeniyle parça hassas1ığı ve kaynak kuvveti azalmıştır. Bu dizayn silindirik kalın, büyük ağırlıkta enjeksiyon (high shot weights) gerektiği parçaların yapımına uygundur. Büyük kapı ayağı baskı sonrası makineyle kesme gerektirir (2).

Şekil 2.6- Yolluk kapı (2)

2.4.6-Tünel veya dalgıç yolluk:

Tünel kapı( Şekil 2.7) baskı sonrası kapının parçadan otomatik olarak kopmasına imkân sağlar. Kapı, enjeksiyon işlemi esnasında parçadan koparılır.

Tünel kapı çapları fiber takviyesiz plastikler için 0,5–0,8 mm fiber takviyeli çeşitleri 2mm+ değerdedir. Bu dizaynda, kapının gömülü olması nedeniyle, kalıp içinde gazın kaçmaması ve bunun sonucu yanmalar, baskıda problem oluşturur. Tünel kapı dizaynına sahip, kalıba uygun havalandırmanın yerleştirilmesi akılda tutulmalıdır. Kapının kopma izi (gate scar) parça yüzeyinde kalabilir, bunun boyutları (izin), kapı kullanıldıkça artar. Yüzey kalitesi olarak diğer yolluk girişlerinden daha üstün bir yanı vardır, ama işlenmesi zor ve maliyetlidir (2).

Şekil:2.7- Tünel kapı (2)

2.4.7-İğne yolluk

Üç plakalı kalıplar için, katkısız plastikler için iğne yolluk girişleri boyutlan O,8-2 mm ve
katkılı plastikler için 2,5-3 mm arasındadır. Bu tip kapı kullanımı esnasında otomatik olarak kapının kopmasına imkân sağlar. Kapı uzunluğu (Iand) ve boyutu kapının parçadan düzgün kopması için azaltılmıştır. Kapı kopması için azaltılmıştır. Kapı kopması, genellikle yollukları arkasından çekerek koparmak suretiyle sağlanır, bu ılı genellikle emici (sucker) veya yolluğun arkasına gömülmüş çekici (puller) pimlerle yapılır.(Şekil.2.8). Kapı uzunluğu ve kalınlığındaki azalmadan dolayı, iğne kapı kolayca zarar görebilir ve devamlı şekilde, katkılı plastik kullanıldığı zaman eskimeye eğimlidir (2).

Şekil:2.8- İğne yolluk (2)

2.4.8- Kulaklı Kapı (Tab Gate)

Kulaklı kapı yandan doldurma etkisi, plastiğin kalıp içinde yılan gibi akmasını (jetting) azaltır. Kulaklı kapı, büyük dekoratife parçaların yapımında estetik görünüşün önemli olduğu yerlerde kullanılır, alet kutusu vb. Düzgün doldurma (karakteristiği) gerilimin soğuma esnasında oluştuğu distortion (parçada bozulma) veya parçanın yamulma etkilerini azaltır. Kulak kısmının parçadan koparılması pahalı bir operasyondur. Bundan dolayı parçanın öyle bir yerine konulmalıdır ki, parça basıldıktan sonra orada bırakılabilsin ve öyle bir yerde olmalıdır ki. Herhangi bir kullanım fonksiyonu olsun. Örneğin, kulak kısmını tutarak parçayı boyama ve buna benzer işler için kullanılabilmesi(2).

SONUÇ VE İRDELEME

Bu makale yolluk sistemleri hakkında genel bir bilgi vermektedir. Tasarımdaki öneminden dolayı yolluk sistemlerinin ne tıp ve şekilde yapılabileceği ve hangi koşullarda hangi tıp yolluk seçilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Genel olarak ürün giriş tipleri üzerinde durulmuştur; bunun nedeni ise en çok sorunun yanlış giriş tipinden kaynaklanıyor olmasını göstere biliriz. Parçada çökeltiler, tam ürün elde edilememesi gibi sorunlar karşılaşılan sorunlar olarak göstermek yanlış olmaz. Makalede özellikle ürün özelliğine göre yolluk seçilmesi üzerinde durulmuştur.

KAYNAKLAR

1: Milli Eğitim Mesleki Eğitim Geliştirme Projesi, (megep) Plastik Enjeksiyon Makineleri 1, ANKARA/ 2007

2: PLASTİKLER VE PLASTİK ENJEKSİYON TEKNOLOJİSİNE GİRİŞ, Pagev yayınevi, İSTANBUL/2004

3: ERİŞKİN Yakup /  UZUN İbrahim, Hacim kalıpçılığı,  M.E. B Yayınevi,    İSTANBUL /1984

Not: Bu makale, makale sahibinin bilgisi dahilinde yayınlanmıştır.

Tolga YİĞİTOĞLU

\n tolgayigitoglu@gmail.com Bu mail adresi spam botlara karşı korumalıdır, görebilmek için Javascript açık olmalıdır

Kalıpçılık Öğretmenliği Böl.
Gazi Üniv. Teknik Eğ. Fak. Makine A.B.D.
Teknikokullar, Ankara