Yüksek Isıya Dayanıklı veya Egzotik Reçinelerle Enjeksiyon Kalıplama için Tasarım İpuçları

1. Malzeme Büzülme Oranı:

Büzülme, kalıplanan parçanın enjeksiyondan sonra soğudukça kasılmasıdır. Tüm malzemelerin, reçine ailesine (amorf veya kristalin malzemeler), kalıp tasarımına ve işleme koşullarına bağlı olarak farklı büzülme oranları vardır. Reçine, akış yönüne göre de farklı şekilde büzülebilir. Genel bir kural olarak, kalıp sıcaklığında %10’luk bir değişiklik orijinal büzülmede %5’lik bir değişikliğe yol açabilir. Ayrıca enjeksiyon basıncı, büzülme oranları üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir. Enjeksiyon basıncı ne kadar yüksek olursa, büzülme oranı o kadar düşük olur. Orta düzeyden sık kullanılan malzemeler ve yüksek sıcaklığa dayanıklı reçineler için tipik kalıp büzülme oranlarını, tonaj tavsiyelerini ve havalandırma derinliği değerlerini aşağıda görebilirsiniz:

2. Uniform Duvar Kalınlığı:

Mümkünse, bir parçanın tamamında tek tip duvar kalınlığı, kalın bölümlerden kaçınmak için gereklidir. Düzensiz duvarlar tasarlamak, eriyik malzemenin soğuması sırasında parçanın eğrilmesine neden olabilir.

Farklı kalınlıklarda bölümlerin gerekli olduğu durumlarda, geçişi mümkün olduğunca yumuşak yaparak malzemenin kalıp boşluğu içinde daha eşit akmasını sağlayın. Bu, kalıbın tamamen dolmasını sağlar ve nihayetinde kusur riskini azaltır. Geçiş bölgelerinde yuvarlama veya eğim uygulamak, ani kalınlık değişimlerinden doğan gerilme konsantrasyonlarını ve kalıplanmış içsel gerilmeleri en aza indirir.

Parçanız için uygun duvar kalınlığını sağlamak, üretimin maliyetini ve hızını önemli ölçüde etkileyebilir. Kullanılabilecek minimum duvar kalınlığı, parçanın boyutuna ve geometrisine, yapısal gerekliliklere ve reçinenin akış davranışına bağlıdır. Enjeksiyonla kalıplanan bir parçanın duvar kalınlığı genellikle 2 mm – 4 mm (0,080″ – 0,160″) arasında değişir. İnce duvar enjeksiyon kalıplama0,5 mm (0,020″) kadar ince duvarlar üretebilir. Parçanızın tasarımı ve malzeme seçimi için doğru duvar kalınlıklarının uygulanmasını sağlamak adına, deneyimli bir enjeksiyon kalıpçısı ve tasarım mühendisiyle çalışın.

3. Kenarlarda ve Köşelerde Radyus:

Bir parçanın ana bölgelerine ek olarak, kenar ve köşelerde de tek tip duvar kalınlığı önemli bir tasarım unsurudur. Köşelerin yuvarlatılması için geniş radyuslar eklemek, plastik parça tasarımına birçok avantaj sağlar; bunlar arasında daha az gerilme konsantrasyonu ve malzemenin daha iyi akabilmesi sayılabilir. Yeterli radyusa sahip parçalar genellikle daha ekonomik ve üretimi daha kolay olup, daha yüksek dayanıklılık ve daha iyi bir görünüme sahiptir.

4. Takviyeler (Rib) Kullanımı:

Çoğu yüksek sıcaklık ve egzotik malzeme, doğası gereği dayanıklıdır ve en zorlu ortamlara karşı koyabilir. Ancak bir parçaya ek dayanım kazandırmanın bir yolu da tasarıma “takviye” (rib) eklemektir. Takviyeler, bir duvardan ya da yüzeyden dik olarak çıkan ince çıkıntılardır ve ek dayanım sağlarlar.

Pek çok tasarımcı, bir parçanın duvarlarını kalınlaştırmanın dayanımı artıracağına inanır. Oysa gerçekte, duvarların fazla kalın yapılması eğilme, çökme ve başka hatalara sebep olabilir. Takviyelerin kullanılmasının avantajı, duvar kalınlığını artırmadan parçanın dayanımını artırmalarıdır. Daha az malzeme kullanıldığından, takviyeler maliyet-etkin bir çözüm sunar.

Yüksek sıcaklık ve egzotik malzemelerle parça tasarlarken, takviyeler nominal duvar kalınlığının yüzde 50-60’ı oranında olması gerekir. Takviye yüksekliği nominal duvar kalınlığının üç katını aşmamalıdır. Daha fazla rijitlik için yüksekliği artırmak yerine takviye sayısını artırın ve aralarındaki mesafeyi nominal duvar kalınlığının en az iki katı kadar yapın.

5. Draft Açısı:

Bir parçanın bir kalıpta hangi özelliklerle oluşturulduğu, gereken draft tipini belirler. Kapalı delikler veya cepler tarafından oluşturulan özellikler (çoğu boss, takviye ve direk gibi), kalıp içine ilerledikçe incelmelidir. Sürgülerle oluşturulan yüzeyler, çelik yüzeyden parça çıkmadan önce ayrılıyor ise draft gerektirmeyebilir. Kalıptan çıkış yönüne paralel olarak duvar, takviye, direk ve boss gibi ürün özelliklerine eğim veya konik açı kazandırmayı düşünün, bu parçanın daha kolay ayrılmasını sağlar.

Diğer tasarım yönergeleri şunlardır:

• Çoğu malzeme için en az yarım derecelik bir draft açısı kabul edilebilir. Yüksek ısılı ve egzotik reçineler için bir ila iki derece draft gerekebilir. Her 0,001 inç doku derinliği için fazladan bir derece draft ekleyin.
• Kalıp ayrılma yönüne paralel tüm yüzeylere draft uygulayın.
• Parça çıkışına yardımcı olmak ve duvar kalınlığında birlik sağlamak için, her iki kalıp yarısında oluşan duvar ve diğer parça özelliklerine açı verin.

6. Yüzey İşleme:

Plastik enjeksiyonla kalıplanan parçalar için yüzey işleme seçenekleri, parça tasarımına ve kullanılan malzemenin kimyasal yapısına bağlı olarak değişir. Sonuçta uygulanacak yüzey işleminin türüne malzeme seçiminin büyük etkisi olabileceğinden, yüzey işleminin tasarım sürecinin başında değerlendirilmesi gerekir. Parlak yüzey kullanılması durumunda; malzeme seçimi özellikle önemli olabilir.

Kristalin reçinelerle üretilen ürünler için daha yüksek erime sıcaklıkları gereklidir ve bu durum parlaklığı artırır ve pürüzlülüğü azaltır; böylece istenilen düzgün yüzey elde edilir. İstenen yüzey kalitesini sağlamak ve bir parçanın kalitesini artırmak için katılacak katkı bileşenlerini değerlendirirken, malzeme biliminden anlayan profesyonellerle uyum içinde olan bir enjeksiyon kalıpçısıyla çalışmak esastır.