Plastiklerin gaz enjeksiyon metodu ile üretiminde işlem parametrelerinin tasarım ve imalata etkisinin incelenmesi
Effect of process variables on design and manufacturing of plastic's production with gas assisted injection molding
- Tez No: 142717
- Danışmanlar: PROF. DR. VEDAT TEMİZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 132
Özet
ÖZET Plastikler genel olarak üç ana grupta sınıflandırılır; termoplastikler, termosetler ve elastomerler. Termoplastikler zincir şeklinde dizilmiş kendi içinde kovalent bağlarla birbirine bağlanmış atomlardan oluşur. Zincirler ise birbirine moleküller arası bağlarla bağlanır, bu bağlara ikinci dereceden bağlar denir. Bu yapıya enerji verilmeye başlanınca önce daha zayıf olan ikinci dereceden bağlar kopar ve molekül zincirleri birbiri üzerinde kayarak hareket etmeye başlar. Bu özelliği sayesinde termoplastikler düşük sıcaklıklarda yapılan bozulmadan akışkan özellik kazanırlar. Sıcaklık düştüğünde moleküller arası bağlar tekrar oluşur ve yeniden katı formuna gelir. Termosetlerde ise moleküller arası bağlar birbirine çapraz bağlarla bağlanır, bu bağlar bir kere oluştuktan sonra bir daha kopmaz. Enerji verilince termoplastiklerde olduğu gibi akışkan özellik kazanmazlar çok zorlanırsa moleküller arası bağlar kopar ve yanma gerçekleşir. Bu sebepten ötürü termoplastikler geri dönüştürülebilirken termosetler geri dönüştürülemezler. Elastomerler ise karmaşık zincir yapılarına haizdir. Elastomerler oda sıcaklığında gerilme altında uzayabilen özelliktedir. Bunu molekül zincirindeki atomların biriyle yaptığı açı ve dizilişi değişmeden atomların zincirinin geometrisini değişebilmekle sağlar. Bu değişim düşük enerji verilerek de sağlanabilir, bu yüzden oda sıcaklığında düşük gerilmeler altında bile elastomer yapıdaki plastikler deforme edilebilir. Gerilme ortadan kalkınca tekrar ilk formuna geri döner. Bütün bu plastik cmslerinin kendilerine has imalat yöntemleri vardır. Termoplastiklerin en yaygın kullanılan imalat yöntemi ise enjeksiyonla imalat yöntemidir. Enjeksiyonlama işlemi plastik hammaddesinin ısı ve basınç etkisi altında eritilip bir kalıp boşluğuna doldurulması ve soğutularak belli bir formu olan plastik elde edilmesi işlemidir. Isı ve basıncı uygulayan üniteye enjeksiyon makinası denir. Doldurma işleminin yapıldığı kalıp boşluğu ise enjeksiyon kalıbı denen grupta bulunur. Enjeksiyon makinasında hammadde bir haznede kurutma, katkılama, renklendirme gibi işlemlerle hazırlanıp nemi alındıktan sonra enjeksiyon makinasına girer. Makina içine alman granüller halindeki hammade bir haznede ısıtılıp eritilir ve eriyik haline gelen plastik dönme hareketi yapan helezonlu bir vida yardımıyla ileri doğru itilir, ilerleme hareketi sırasında vidanın yapısıyla basmcı ve hızı değişir, vida boyunca ısıtılmaya devam edilir. Vidanın sonunda bir lüleden geçen plastik en son bir memeden çıkar ve bu noktadan sonra kalıp içinde ilerlemeye başlar. Enkjeksiyon kalıbında plastiğin kalıp boşluğuna ulaşmasını sağlayan yolluk bulunmaktadır. Yolluktan çıkan plastik kalıp boşluğunu doldurur. Doldurma işleminden sonra kalıpta soğuması için beklenir. Katı formu alan plastik, iticiler vasıtasıyla kalıp açıldıktan sonra kalıptan çıkarılır. Enjeksiyonla üretilen parçaların tamamı son üründür ve üzerinde hiç bir ek işlem gerektirmez, bu yüzden kalite olarak enjeksiyon ürünlerinden beklentiler oldukça yüksektir. Enjeksiyonlama işleminin de bazı kısıtlanılan vardır, bunlardan en önemlisi et kalınlığı arttıkça parçada çöküntü denen düzgünsüzlükler oluşmasıdır. Bunun sebebi enjeksiyon basıncının soğuma sırasındaki hacimsel küçülmeleri telafi edememesidir. xııBu çalışmada endüstride giderek artan bir yer edinen plastiklerin özel bir imalat yöntemi olan gaz enjeksiyonlama işlemi anlatılmıştır. Bu yöntem kaim kesitli plastiklerin klasik enjeksiyonlama işlemi ile üretiminde problemler oluşmasıyla geliştirilmiş bir yöntemdir. Gaz enjeksiyonlama ile klasik enjeksiyonlamada üretilemeyen parçalar üretilebilir. Gaz enjeksiyonlama işlemi sırasındaki işlem adımlan; önce kalıp boşluğuna plastik enjekte edilir, kalıp içindeki bir aparat vasıtasıyla kalıp boşluğuna gaz basılır, gaz plastiği kalıp çeperine yapıştırarak önündeki plastiği kalıbın en uzak noktasına doğru sürükler ve kalıp boşluğunu doldurur, soğuma sırasında gaz yüksek basınçta kalıp içinde bekletilir, kalıp açılınca gaz serbest kalır ve iticiler parçayı iter. Gaz enjeksiyonla imalatta parça tasannu olarak oldukça fazla esneklikler sağlar. Bununla birlikte gerektirdiği ekipman ve bazı ilave masraflar da bu yöntemin dezavantaj ıdır. Bu çalışmada enjeksiyonlama ile ilgili genel bir bilgi verildikten sonra gaz enjeksiyonlama işlemi anlatıldı. İşlemin parametreleri ile ilgili denemelerden ve elde edilen sonuçlardan bahsedildi. Elde edilen ürün kalitesine ve sağladığı avantajalara bakılınca bu yöntemin alternatifsiz olduğu gözlenmiştir. Yakın gelecekte plastik teknolojisinde kullanım alanlan açısından sınırlarının genişlemesine olanak sağlayacağı kesindir. X111
Özet (Çeviri)
SUMMARY Plastics are generally classified in three main groups; thermoplastics, thermosets and elastomers. Thermoplastics are formed from atoms arranged like a chain that are correlated with covalent bonds together. These chains are connected together with intermolecular bonds, which are known as secondary bonds. When energy is applyed to this structure first secondary, which are weak, bonds are broken and molecul chains start moving by sliding on each other. By this propety plastics can gain flowability under low tempratures without chemical dispose. When temprature decreased molecular bonds rearranges and solid structure is reformed. Thermosets are in the structure of chains that are connected together with covalent bonds that is called cross bonding. Once these bonds created than it can not be removed. Energy consumption of these structures does not result flowability like thermoplastics, if forced chemical bonds break down and burning occurs. Because of this reason thermoplastics are recyclable and thermosets are not recyclable. Elastomers have complex chai structure. Elastomers have a structure that can be deformed under stress at room temprature. Only chain geometry can be changed witout changing atoms bonding angle and line up in the chain of this structure. This deformation can be made by little amount of energy so under low stresses at room temprature elastomers can be deformed easily. When stress is relived structure is reformed to initial geometry. Every group of plastic has specific manufacturing method. Widest method of manufacturing thermoplastics is injection method. Injection method is filling a cavity by melting a raw material under heat and pressure and by cooling taking out a part. The unit applying heat and pressure is called injection machine. The group which has the cavity where material is filled is called injection mold. Raw material is added color pigments, additives, dryed and moisture level is decreased in a hopper. Then material enters machine and grain structured material is melted in a reservoir. Melted plastic moved forward by a rotating screw which has a helix on it. During the moving of plastic, temperature and pressure changes caused from screw geometry and heated through the screw. At the end of the screw plastic flows through a nozzle and passes to the mold after this point. In the injection mold runners exists that allows plastic to reach mold cavity.Plastic that goes through the runner gate fills the cavity. After filling cooling starts and waited for a while to cool. The part that solidifies is taken out by ejector pins after mold is opened. All parts that is maintained by injection molding is final samples and does not require any post proses. Because of this reason part quality that is expected from injection molded parts is very high. Injection method has some restricts, most important one is warpage that is roughness occurs when part thickness increases. The reason of this phenomenon is injection machine's insufficient pressure that is necessary for compansation of volumetric and local shrinkage occurs during cooling of plastic. In this study a special manufacturing method of plastics that has increasing application area which is called gas assisted injection molding is subjected. This xivmethod is developed up to the problems that occured by classical injection of thick sectioned plastic parts. Using gas assisted injection molding parts that can not be manufactured by classical injection can be manufactured. Steps in gas assisted injection molding are; plastic injected to mold cavity, by a part in mold cavity gas is penetrated in to the plastic, pressurised gas drags the plastic to the fartest point of cavity by plastering the plastic to the cavity membrane and fills the cavity, during cooling pressurised gas keeped in the cavity, when mold is opened gas is relieved and ejector pins pushes the part out. In this study general knowledge is given aboout injection progress and gas assisted injection is explained. Trials about parameters of the process and results are explained. When compared with part quality and advantages that process has, gas assisted molding has no alternative. It is so sure that in near future application area limits of plastic in industry will expand by this method. xv
Benzer Tezler
- Effect of soft segment length on foam structure of expanded thermoplastic polyurethane (ETPU) bead foams
Yumuşak segment uzunluğunun genleştirilmiş termoplastik poliüretan (ETPU) tanecik köpük yapısına etkisi
BİGE BATI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MOHAMMADREZA NOFAR
- Production and properties of biopolymer based fibers and films
Biyopolimer tabanlı fiber ve filmlerin üretimi ve özellikleri
TUĞÇE KÖROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÖZKAN ZAYİM
- Kinolin sübstitüe ftalosiyaninlerin sentezi, optik ve elektrokimyasal özelliklerinin incelenmesi
Synthesis and examination of optical and electrochemical properties of quinoline-substituted phthalocyanines
FUAT DAHİL
- Effect of molecular weight and D-lactic acid content of polylactide on its electrospinning behaviour
Polilaktik asidin moleküler ağırlığının ve D-laktik asit oranının elektroüretim davranışı üzerine etkisi
ECE GÜLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Sıcak gaz kaynağı ile plastiklerin birleştirilmesi ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Joining of plastics by hot gas welding and investigation of mechanical properties
ONUR BALKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
Eğitim ve ÖğretimMarmara ÜniversitesiMetal Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. HÜSEYİN YILDIRIM