KALIP yapımında Yolluk , Dağıtıcı ve Giriş Kanalları
Yolluk sistemi, genellikle yolluk koniği (yolluk), yolluk kanalı (dağıtıcı kanal) ve yolluk girişi (giriş kanalı) gibi bölümlerden meydana gelmektedir. Tek gözlü kalıplarda ise yolluk sistemi sadece yolluk koniğinden oluşmaktadır.
Yolluk sisteminin amacı; plastikleştirilmiş eriyik malzemeyi, en az sıcaklık ve basınç kaybıyla, kalıp boşluğunun girişine iletmektir.
Yolluk sistemleri genel olarak ikiye ayrılır:
1. Klasik yolluk sistemleri
2. Sıcak yolluk sistemleri
Biz burada klasik yolluk sistemlerini inceleyeceğiz. Sıcak yolluklu sistemler daha sonraki modüllerde detaylı olarak işlenecektir.
Yolluk Körüğü (Yolluk): Yolluk sisteminde, enjeksiyon memesinin yolluk burcuna temas noktası (eriyik malzemenin kalıba ilk girdiği nokta) ile dağıtıcı kanal arasındaki kanala yolluk denir. 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. Yolluğun ölçüleri üretilecek parçanın boyutlarına ve et kalınlığına bağlıdır. Yolluk ölçüleri hesaplanırken aşağıdaki kriterler göz önüne alınmalıdır.
· Yolluk, enjeksiyon işleminden (normal enjeksiyon) sonraki tutma (ütüleme) basıncını iletebilmek için diğer herhangi bir kesitten daha önce sertleşmemelidir. Ancak bu şart sağlanırken çevrim zamanını uzatacak şekilde çok büyük olarak da tasarlanmamalıdır.
· Yolluk, kalıptan kolaylıkla ve güvenli bir şekilde çıkarılabilmelidir.
Dağıtıcı Kanal: Dağıtıcı kanallar, yolluk ve giriş kanalları arasındaki bağlantı kanallarıdır. 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.
Yuvarlak kesitli dağıtıcı kanallar, basınç ve sıcaklık kaybını önleyen en iyi dağıtıcı kanallardır. Trapez kesitli dağıtıcı kanallar, genellikle kalıp yarımlarından birine açılır. Bu tip kanallar, yuvarlak kesitli dağıtıcı kanalların açılması mümkün olmayan kalıplara açılır. Diğer yarım yuvarlak ve dikdörtgen kesitli dağıtıcı kanallar tercih edilmezler ve kullanılmazlar.
Yuvarlak kesitli dağıtıcı kanallar, keskin yüzeylerin olmamasından dolayı eriyik plastik malzemenin daha iyi akması ve kalıptan daha kolay çıkarılması sağlar. Fakat bu dağıtıcı kanal kesitinin her bir yarısının, hareketli ve sabit kalıplara ayrı ayrı işlenmesi zordur ve maliyeti artırır. Bu sebepten dolayı yuvarlak kesitli dağıtıcı kanal yerine, makul akma ve kalıptan kolay çıkarılma özelliğine sahip olan, tabanı eğimli trapez dağıtıcı kanallar kullanılır.
Dağıtıcı kanallar kalıp yarımlarından birine açılır. Fakat bunun yetersiz olduğu zamanlarda her iki kalıp yarımına da dağıtıcı kanal açılabilir. Dağıtıcı kanal ölçüleri, kalıplanacak plastik malzemenin cinsine ve parça boyutlarına bağlıdır. Yapışkanlığı az olan plastik malzemelerin kalıplanmasında yolluk ile kalıplama boşluğu arasındaki uzaklık 125 mm?den daha az ise 3 ? 6,5 mm çapında yuvarlak kesitli dağıtıcı kanal kullanılır. Büyük hacimli parçaların kalıplanmasında bu değer 8 ? 9,5 mm çapa kadar artırılabilir. Yapışkanlığı (viskozite: akışkanların, sürtünmeye karşı göstermiş
olduğu direnç) fazla olan plastik malzemeler için kalıba açılacak dağıtıcı kanal ölçüleri de yuvarlak kesitli ve 10 mm çapındadır. Ancak dağıtıcı kanal çapları verilen ölçülerden daha küçük açılıp denenir ve verilen değerlere yaklaşık ölçülerde tamamlanır. Aksi halde, büyük çaplı dağıtıcı kanalın daha küçük çapa düşürülmesi mümkün olmaz.
Dağıtıcı kanal kesit görünüşleri
Kalıp tasarımcıları tarafından yapılan, dağıtıcı kanal planı aşağıdaki özellikleri yerine getirmelidir.
· Her kalıp boşluğuna aynı sıcaklık ve basınçta eriyik plastik malzeme girmelidir.
· Basınç kaybını en aza indirebilmek amacıyla dağıtıcı kanallar mümkün olduğunca kısa yapılmalıdır.
· Kalıptan kolayca atılmalarını sağlayacak şekilde olmalıdır.
· Uygun şekilde fonksiyonlarını yerine getirirken en düşük ağırlıkta (malzeme kaybı) olmalıdır.
Kalıba uygulanan kapama kuvvetinin merkezden olması, kalıbın asimetrik yüklenmesini ve bu yüzden çıkabilecek (kalıbın bozulması, çıkan parçaların kalitesiz olması gibi) problemleri ortadan kaldırır. Bu tür problemlerle karşılaşmamak için dağıtıcı kanalların düzenlenmesi de önemlidir.
Dağıtıcı kanalların düzenlenmesi aşağıdaki şekillerde olur:
· Dengeli basınç transfer dizaynı
· Dairesel düzenleme (Resim 2.8)
· Simetrik düzenleme (Resim 2.9)
· Dengesiz dizayn
· Seri düzenleme (Resim 2.10)
Dağıtıcı kanal seçiminde, üretilecek üründe aranan kalite, önemli bir faktördür.
Dengesiz dağıtıcı kanalda, eriyik plastik malzeme yolluğa en yakın kalıp boşluğuna dolar. Bu durumda, yolluğa yakın olan kalıp boşluğuna, gereğinden fazla eriyik plastik malzeme dolduğu için daha uzak noktadaki kalıp boşluğuna yeterli eriyik plastikmalzeme dolamaz. Sonuç olarak; çıkan üründe farklı ağırlıklar oluşur ve boyutlarda farklılıklar meydana gelir. Kalıbın dengesiz olmasından dolayı üründe çapak olma ihtimali artar ve kontrolü zorlaşır. Bu gibi durumlarda, her kalıp boşluğunun aynı anda dolması ve basınç düşmesini engellemek için dağıtıcı kanalların ölçülerini değiştirerek eşitleyebilirsiniz.
Avantajları:
· Tüm boşluklar için eşit akış uzunluğu sağlar.
· Parçanın sağlıklı şekilde kalıptan dışarı çıkarılmasını sağlar.
Dezavantajları:
· Sınırlı sayıda kalıp boşluğuna izin verir. Kalıp boşluğu sayısı artıkça
kalıbın boyutları da artar.
Avantajları:
· Tüm boşluklar için eşit akış uzunluğu sağlar.
· Kanalların kesit alanlarında düzeltme gerekmez.
Dezavantajları:
· Akış uzunluğu fazla olduğu için malzemenin soğumasına sebep olur.
· Yüksek miktarda malzeme kaybına neden olur.
Avantajları:
· Dairesel düzenlemeye oranla daha fazla kalıp boşluğuna izin verir.
Dezavantajları:
· Her kalıp boşluğunun akış uzunluğu farklıdır.
· Kalıp boşluklarının eşit dolması sadece farklı kesit alanına sahip dağıtıcıkanallar ile mümkündür.
Dairesel düzenlemeli dağıtıcı kanal sistemi simetrik ve dengelidir. Dezavantajı ise kalıp boşluğunun sınırlı olmasıdır. Seri düzenlemede, dairesel düzenlemeye nazaran daha fazla kalıp boşluğu yerleştirilebilir. Fakat bu düzenlemede farklı boşluklara giden akış çizgilerinin uzunluklarının birbirinden farklı olması nedeniyle (dağıtıcı kanal uzunlukları) kanallar asimetriktir. Bunun için kanal sistemi dengelenmelidir. Aksi takdirde kısa akış mesafelerine sahip kalıp boşlukları daha fazla eriyik plastik malzeme ile dolup çapak yapabilir. Seri düzenlemenin en önemli dezavantajı olan kanalların dengelenmesi problemi simetrik düzenlemede yaşanmamaktadır. Fakat simetrik düzenlemede dağıtıcı kanalların uzun akış mesafelerine sahip olmaları, yüksek enjeksiyon basıncı gerektirir ve kanallar, fazla malzeme kaybına neden olur.
Giriş Kanalları
Giriş kanalları; kalıplama boşluğunu, dağıtıcı kanallara bağlayan kanaldır. Bu kanalllar, eriyik plastik malzemenin, kalıplama boşluğuna belli bir hız ve basınçta akmasını sağlayan değişik ölçü ve biçimdeki kanallardır. Giriş kanallarının kesit ölçüleri dağıtıcı kanallara göre daha küçük yapılır. Giriş kanallarının kesit ölçülerinin daha küçük olmasının sebebi, dağıtıcı kanallarda soğumaya başlamış eriyik plastik malzemenin basıncını yükselterek hız kazandırmak ve sürtünmeyle sıcaklığını artırmaktır. Kalıp boşluğuna, eriyik plastik malzemenin aktığı yola göre, giriş kanalının bulunduğu
yer önemlidir.
Giriş kanalının yerinin seçilmesinde göz önünde bulundurulması gereken faktörler aşağıda belirtilmiştir.
· Baskının estetik görünüşü,
· Kalıba tekrar yolluk girişi takılması,
· Baskının karmaşıklığı,
· Kalıp ısıtma,
· İşlenecek polimerin özelliği,
· Giriş kanalından beslenen polimerin hacmi ve besleme oranı,
· Kaynak izinin (kalıp boşluğunda plastik malzemenin birleştiği nokta) oluşacağı yerin önemi,
· Kalıp içinde gazın çıkamadığı ve bu gazın bulunduğu bölge dikkate alınır.
Giriş kanalları, doğrudan giriş kanalı ve sınırlandırılmış giriş kanalı olarak ikiye
ayrılır.
Doğrudan Giriş Kanalı
Tek bir kalıp boşluğu bulunan ve kesit alanı büyük olan parçaların kalıplanmasında doğrudan giriş kanalları kullanılır. Baskıyı düzgün şekilde, kaynak izi oluşmadan, doldurmak için doğrudan giriş kanalı, parçanın geometrik merkezine yerleştirilir. Bu tip giriş kanalları termoplastiklerin kalıplanmasında ve aşağıdaki amaçlar için
kullanılır.
· Dağıtıcı kanalı bulunmayan kalıplarda (üretilecek parçanın kesit alanı büyük olduğundan dolayı bir tane kalıp boşluğu vardır. Eğer iki tane kalıp boşluğu bulunursa kalıbın boyutları artar ve parçanın
kalıplanabilmesi için de büyük enjeksiyon basınçlarına ihtiyaç duyulur.),
· Yüksek viskoziteli plastiklerin kalıplanmasında,
· Maksimum kalıplama basıncını iletmek amacıyla,
· Derinliği veya et kalınlığı fazla olan asimetrik parçaların kalıplama işlemlerinde doğrudan giriş kanalları kullanılır.
Doğrudan giriş kanalı genellikle kova, radyo kabini, tepsi, çanak, kasa gibi büyük parçaların üretiminde kullanılır. Çünkü bu tip parçaların üretiminde kullanılan kalıplarda doğrudan giriş kanalı kalıplama dengesini sağlar.
Sınırlandırılmış Giriş Kanalları
Sınırlandırılmış giriş kanalları, serbest akışlı ve düşük viskoziteli plastik malzemelerin kalıplanmasında kullanılır. Bu tip giriş kanalı kullanılan kalıplarda, birden fazla kalıp boşluğu bulunmaktadır. Enjeksiyon makinesinden enjekte edilen eriyik plastik malzeme kalıp boşluklarına ulaşıncaya kadar sırasıyla, yolluktan, dağıtıcı kanallardan geçerek giriş kanalı vasıtasıyla kalıp boşluklarına dolmaktadır.
Sınırlandırılmış giriş kanallarının faydaları aşağıda belirtilmiştir.
· Kalıplama işleminden sonra giriş kanalındaki artık plastik malzemenin çok çabuk donması isteniyorsa,
· Kalıplanacak parçanın estetik görüşünün bozulmaması gerekiyorsa kullanılır.
Sınırlandırılmış giriş kanalları normal olarak 0,75 ? 1,5 mm çaplı veya kesit alanı bu çaplara uygun dikdörtgen ve kare kesitli olarak yapılır. (Bu ölçüler parçanın ebadına ve plastik malzemenin cinsi gibi özelliklere göre farklılıklar gösterebilir)
Sınırlandırılmış giriş kanalında, dağıtıcı kanal çapının, giriş kanalı çapına oranı (D/d) = 4,5 olmalıdır.
D = dağıtıcı kanal çapı (mm)
d = giriş kanalı çapı (mm)
Sınırlandırılmış giriş kanallarının çeşitleri aşağıda gösterilmiştir.
· Kenar ve merkezden giriş
· Tünel giriş
· Disk giriş
· İğne giriş
· Bilezik giriş
· Çengel giriş
· Konik giriş
Plastik malzemenin fışkırma etkisi azaltılmak istendiğinde kullanılan giriş kanalına kenar veya merkezden giriş kanalı denir. Kalıp açılır açılmaz ürünün yolluktan ayrılması isteniyorsa, kalıp boşluğuna doğru dağıtıcı kanal açıyla kırılarak konik bir kanal şeklini alır. Kalıp boşluğuna ulaşan giriş kanalına tünel giriş kanalı denir. Kalıp merkezindeki yolluktan gelen plastik malzemeyi çevredeki boşluklara dağıtan giriş kanalına disk giriş kanalı denir. Birden fazla kalıp açılma çizgisi (KAÇ) bulunan kalıplarda, kalıplama sonucu parçanın yolluktan otomatik olarak ayrılmasını sağlayan giriş kanalına iğne giriş kanalıdenir.
Parça dayanımını artırmak amacıyla akrilik plastiklerin kalıplanmasında kullanılan giriş kanallarına çengel giriş kanalı denir. Parçanın, giriş kanalından koparılmasını kolaylaştırmak amacıyla giriş kanalı kalıp boşluğuna doğru konikleştirilir. Bu tip giriş kanallarına konik giriş kanalı denir. Fakat bu tip girişlerde parça, yolluktan kopartılırken sert veya ince kesitli parçaların kırılmasına sebep
olabilir.