Enjeksiyon basıncı
◎Enjeksiyon Kalıplama Proses Parametreleri (bölüm 2)
Enjeksiyon basıncıeriyiğin akışı sırasında gösterdiği direncin üstesinden gelmek için kullanılır. Bu direnç, enjeksiyon kalıplama makinesinden enjeksiyon basıncını gerektirir. Şekil 2-1'de gösterildiği gibi, enjeksiyon kalıplama sırasında eriyiğin yolu boyunca akış direncinin üstesinden gelmek için enjeksiyon memesindeki basınç en yüksek seviyededir. Daha sonra akış uzunluğu arttıkça enjeksiyon basıncı eriyiğin önüne doğru kademeli olarak azalır. Kalıp boşluğu iyi bir havalandırmaya sahipse, eriyiğin ön tarafındaki son basınç atmosferik basınçtır.
Şekil 2-2 eriyik basıncının akış yolu boyunca dağılımını göstermektedir. Akış uzunluğu arttıkça yol boyunca aşılması gereken direnç de artar ve buna bağlı olarak enjeksiyon basıncı da artar. Eşit eriyik dolum hızı sağlamak amacıyla sabit bir basınç eğimini korumak amacıyla, enjeksiyon basıncının akış uzunluğundaki değişime uygun şekilde arttırılması gerekir ve dolayısıyla eriyik girişindeki basınç da buna göre arttırılmalıdır.
Tutma basıncı
Enjeksiyon işleminin sonuna doğru, enjeksiyon basıncı tutma basıncına geçerek tutma aşamasına girer. Tutma aşaması sırasında enjeksiyonlu kalıplama makinesi, parçanın büzülmesiyle boşalan hacmi doldurmak için malzemeyi ağızlıktan boşluğa besler. Boşluk tutma basıncı olmadan doldurulursa, parça özellikle aşırı çekmenin çekme izleri bırakacağı nervürlerde yaklaşık %25 oranında küçülecektir. Tutma basıncı genellikle maksimum doldurma basıncının yaklaşık %85'idir ancak bu, özel koşullara göre belirlenmelidir.
Şekil 2-3, basınç tutma işlemi kontrolünü göstermektedir: 1, enjeksiyonun başlangıcını gösterir; 2 eriyiğin boşluğa girdiğini gösterir; 3 doldurma sırasında bir basınç tutma anahtarının oluştuğunu gösterir; 4 boşluğun dolu olduğunu gösterir; 5, dolum işleminin çekme telafisi aşamasına girdiğini gösterir; 6, büzülme telafisinin sona erdiğini ve soğutmanın başladığını gösterir. Dolum sonrası aşama iki süreci içerir: basınç tutma ve soğutma.
(Şekil 2-3 Basınç Tutma Proses Kontrolü)
Deneyler hem aşırı uzun hem de kısa bekletme sürelerinin kalıplamaya zarar verdiğini göstermektedir. Aşırı bekletme süresi, düzensiz basınç dağılımına, kalıplanmış parçada iç gerilimin artmasına ve deformasyona karşı duyarlılığın artmasına yol açarak potansiyel olarak gerilim çatlamasına neden olur. Tersine, yetersiz tutma süresi, yetersiz basınç tutma, ciddi hacim büzülmesi ve zayıf yüzey kalitesi ile sonuçlanır.
Tutma basıncı eğrisi iki bölümden oluşur: sabit tutma basıncı eğrisi olarak adlandırılan yaklaşık 2-3 saniyelik sabit basınç tutma süresi; ve gecikmeli tutma basıncı eğrisi adı verilen, yaklaşık 1 saniyelik kademeli olarak azalan basınç tahliye süresi. Gecikmeli tutma basıncı eğrisinin kalıplanmış parça üzerinde önemli bir etkisi vardır. Daha uzun bir sabit tutma basıncı eğrisi daha az hacim büzülmesine neden olur ve bunun tersi de geçerlidir. Benzer şekilde, daha dik bir eğim ve daha kısa gecikmeli tutma basıncı eğrisi, daha fazla hacim büzülmesine neden olur ve bunun tersi de geçerlidir. Bölümlere ayrılmış ve uzatılmış gecikmeli tutma basıncı eğrisi daha az hacim büzülmesine neden olur ve bunun tersi de geçerlidir.
Erimiş plastiğin dolum işlemi sırasında boşluk neredeyse dolmak üzereyken vidanın hareketi akış hızı kontrolünden basınç kontrolüne geçer. Bu geçiş noktasına tutma basıncı anahtarlama kontrol noktası denir. Tutma basıncının değiştirilmesi kalıplama prosesinin kontrol edilmesi için çok önemlidir. Tutma basıncı anahtarlama noktasından önce eriyiğin ileri hızı ve basıncı yüksektir; Anahtarlama noktasından sonra vidanın eriyiği ileri itme basıncı daha düşüktür. Tutma basıncı değişimi yapılmazsa, boşluk eriyik ile dolduğunda basınç çok yüksek olacak, bu da enjeksiyon basıncında keskin bir artışa neden olacak, daha büyük sıkma kuvveti gerektirecek ve hatta parlama (fazla malzeme) gibi kusurlara yol açacaktır. Enjeksiyon kalıplama makinelerinde tutma basıncının değiştirilmesi genellikle enjeksiyon pozisyonuna göre yapılır; yani vida belirli bir konuma ulaştığında tutma basıncı değişimi meydana gelir. Tutma basıncı anahtarlamasının konumu, zamanlaması ve basıncı Şekil 2-4'te gösterilmektedir.
Vida geri basıncı
Plastiğin eritilmesi ve plastikleştirilmesi işlemi sırasında eriyik sürekli olarak haznenin (ölçüm bölmesi) ön ucuna doğru hareket eder ve miktarı artarak yavaş yavaş vidayı geriye doğru iten bir basınç oluşturur. Vidanın çok hızlı geri çekilmesini önlemek ve eriyiğin eşit şekilde sıkıştırılmasını sağlamak için vidaya ters yönde bir basınç sağlanması gerekir. Vidanın geri çekilmesini engelleyen ters yöndeki bu basınca Şekil 2-6'da gösterildiği gibi geri basınç adı verilir.
Plastikleştirme basıncı olarak da bilinen karşı basınç, enjeksiyon silindirinin geri dönüş yağı kısma valfinin ayarlanmasıyla kontrol edilir. Vidanın dönüşü ve geri çekilmesi sırasında enjeksiyon silindirinin yağ boşaltma hızını ayarlamak ve silindirde belirli bir basıncı korumak için enjeksiyon silindirinin arkasına bir geri basınç valfi takılmıştır. Tüm-elektrik motorunun vida geri çekilme hızı (direnç), bir AC servo valf tarafından kontrol edilir.
Karşı basıncın doğru şekilde ayarlanması enjeksiyon kalıplama kalitesi açısından önemli faydalar sağlar. Enjeksiyon kalıplamada karşı basıncın uygun şekilde ayarlanması aşağıdaki faydaları sağlayabilir:
① Namludaki eriyiği sıkıştırabilir, yoğunluğu artırabilir ve enjeksiyon hacminin, ürün ağırlığının ve boyutlarının stabilitesini iyileştirebilir.
② Eriyikteki gazı "sıkıştırabilir", yüzeydeki gaz kabarcıklarını ve iç hava kabarcıklarını azaltarak parlaklık homojenliğini artırır.
③ Vidanın geri çekilme hızını yavaşlatır, haznedeki eriyiğin tamamen plastikleşmesine izin verir, renkli toz/masterbatch'in eriyik ile karışma homojenliğini arttırır ve üründe renk karışımını önler.
④ Karşı basıncın uygun şekilde arttırılması, ürünün yüzey büzülmesini ve çevre akışını iyileştirebilir.
⑤ Eriyiğin sıcaklığını artırabilir, eriyiğin plastikleştirme kalitesini iyileştirebilir, kalıp dolumu sırasında eriyiğin akışkanlığını iyileştirebilir ve ürünün yüzeyindeki soğuk tutkal izlerini ortadan kaldırabilir.
sıkma kuvveti
Sıkıştırma kuvveti, erimiş plastiğin kalıp üzerindeki genleşme kuvvetine direnecek şekilde ayarlanır ve büyüklüğü, enjeksiyon basıncı gibi belirli faktörlerle belirlenir. Bununla birlikte, gerçekte, erimiş plastik, enjeksiyon kalıplama makinesinin namlu ağzından çıkarıldıktan sonra, kalıp boşluğuna girmeden önce ana yolluktan, dal yolluklarından ve kalıbın kapılarından geçerek yol boyunca önemli bir basınç kaybına neden olur. Şekil 2-7(a), namludan kalıba girişe kadar olan süreç boyunca enjeksiyon basıncındaki değişimi göstermektedir. Şekil 2-7(b)'deki basınç değişiminden görülebileceği gibi, kalıp boşluğunun sonunda basınç ilk enjeksiyon basıncının yalnızca %20'sine düşer.
Namlu sıcaklığı
Eriyik sıcaklığı belirli bir aralıkta kontrol edilmelidir. Sıcaklık çok düşükse, eriyiğin zayıf plastikleşmesi, kalıplanmış parçaların kalitesini etkileyecek ve işlemin zorluğunu artıracaktır; sıcaklık çok yüksekse ham maddeler ayrışmaya eğilimlidir. Gerçek enjeksiyonlu kalıplamada, eriyik sıcaklığı genellikle namlu sıcaklığından daha yüksektir. Fark enjeksiyon hızına ve malzemenin özelliklerine bağlıdır ve 30 dereceye kadar ulaşabilir. Bunun nedeni eriyiğin geçitten geçerken kesmeye maruz kalması ve Şekil 2-8'de gösterildiği gibi çok fazla ısı üretmesidir.
(1 - Namlu ısınması başlar; 2 - Vidanın plastikleşmesi başlar; 3 - Erime yolluğun sonuna ulaşır; 4 - Erime geçitten geçer; 5 - Doldurma biter)
Namlu sıcaklığı enjeksiyon basıncını etkileyen çok önemli bir faktördür. Enjeksiyon kalıplama makinesi varilleri tipik olarak 5 veya 6 ısıtma bölgesine sahiptir ve her malzemenin uygun kalıplama sıcaklığı vardır. Tedarikçi tarafından sağlanan verilerde spesifik kalıplama sıcaklıkları bulunabilir. Tablo 2-3 yaygın olarak kullanılan plastikler için kalıplama sıcaklıklarını listelemektedir.