Plastik Enjeksiyon Makinesi Nedir?

Plastik enjeksiyon makinesi nedir
Plastik enjeksiyon makinesi nedir

Plastik enjeksiyon makinesi nedir? | Enjeksiyon kalıplama, parçaların büyük hacimlerde üretilmesine izin veren bir üretim sürecidir. Erimiş malzemeleri bir kalıba enjekte ederek çalışır. Tipik olarak, binlerce aynı ürünü üretmek için bir seri üretim süreci olarak kullanılır. Enjeksiyon kalıplama malzemeleri arasında metaller, camlar ve elastomerler bulunur ancak en yaygın olarak termoplastik ve termoset polimerlerle birlikte kullanılır.

Plastik Enjeksiyon Makinesi Çalışma Prensibi

Enjeksiyon kalıplamanın ilk aşaması, kalıbın kendisini oluşturmaktır. Çoğu kalıp metalden, genellikle alüminyum veya çelikten yapılır ve üretilecekleri ürünün özelliklerine uyacak şekilde hassas bir şekilde işlenir.

Kalıp üreticisi tarafından kalıp oluşturulduktan sonra, parçanın malzemesi ısıtılmış bir varil içine beslenir ve helisel şekilli bir vida kullanılarak karıştırılır. Isıtma bantları malzemeyi varil içinde eritir ve erimiş metal veya erimiş plastik malzeme daha sonra kalıbın şekline uygun olarak soğuyup sertleştiği kalıp boşluğuna beslenir. Soğutma süresi, suyu veya yağı harici bir sıcaklık kontrol cihazından sirküle eden soğutma hatlarının kullanılmasıyla azaltılabilir. Kalıp araçları, malzeme katılaştıktan sonra açılan plaka kalıplarına (veya ‘merdanelere’) monte edilir, böylece ejektör pimleri parçayı kalıptan çıkarabilir.

Ayrı malzemeler, iki vuruşlu kalıp adı verilen bir tür enjeksiyon kalıplamada tek parça halinde birleştirilebilir. Bu teknik, plastik ürünlere yumuşak bir dokunuş eklemek, bir parçaya renk eklemek veya farklı performans özelliklerine sahip ürünler üretmek için kullanılabilir.

Kalıplar tek veya çoklu boşluklardan yapılabilir. Çoklu boşluklu kalıplar, her bir boşlukta aynı parçalara sahip olabilir veya farklı geometrilerde parçalar oluşturmak için benzersiz olabilir. Alüminyum kalıplar, düşük mekanik özelliklere sahip olduklarından ve enjeksiyon ve kenetleme kuvvetleri nedeniyle aşınmaya, deformasyona ve hasara meyilli olabileceğinden, yüksek hacimli üretime veya dar boyut toleranslarına sahip parçalara en uygun değildir. Çelik kalıplar daha dayanıklı olmakla birlikte alüminyum kalıplara göre daha pahalıdır.

Enjeksiyon kalıplama işlemi, parçanın şekli ve özellikleri, parça ve kalıp için malzemeler ve kalıplama makinesinin özellikleri dahil olmak üzere dikkatli bir tasarım gerektirir. Sonuç olarak, enjeksiyon kalıplama yapılırken dikkate alınması gereken çeşitli hususlar vardır.

Plastik Enjeksiyon Konuları

Enjeksiyon kalıplamaya başlamadan önce akılda tutulması gereken birkaç husus vardır:

1. Finansal

Makinelerin ve kalıpların maliyeti göz önüne alındığında, enjeksiyon kalıplama imalatının giriş maliyeti yüksek olabilir.

2. Üretim Miktarı

Enjeksiyon kalıplamanın en uygun maliyetli üretim yöntemi olup olmadığına karar vermek için kaç parça üretmek istediğinizi belirlemek önemlidir.

3. Tasarım Faktörleri

Parça sayısını en aza indirmek ve öğelerinizin geometrisini basitleştirmek, enjeksiyon kalıplamayı kolaylaştıracaktır. Ayrıca kalıp takımının tasarımı, üretim sırasındaki kusurları önlemek için önemlidir.

4. Üretimle İlgili Hususlar

Döngü süresinin en aza indirilmesi, sıcak yolluk kalıplarına ve iyi düşünülmüş takımlara sahip makinelerin kullanılması gibi üretime yardımcı olacaktır. Bu tür küçük değişiklikler ve sıcak yolluk sistemlerinin kullanılması, parçalarınız için üretim tasarrufu sağlayabilir. Ayrıca, özellikle binlerce hatta milyonlarca parça üretiyorsanız, montaj gereksinimlerinin en aza indirilmesinden kaynaklanan maliyet tasarrufları da olacaktır.

Kalıp Maliyetlerini Nasıl Azaltabilirim?

Enjeksiyon kalıplama pahalı bir süreç olabilir, ancak kalıp maliyetlerini azaltmanın birkaç yolu vardır, bunlar arasında şunlar vardır:

  • Alt kesimleri ortadan kaldırın
  • Gereksiz özellikleri kaldırın
  • Bir çekirdek boşluğu yaklaşımı kullanın
  • Kozmetik yüzeyleri azaltın
  • Kendi kendine eşleşen parçalar tasarlayın
  • Mevcut kalıpları değiştirin ve yeniden kullanın
  • DFM analizini izleyin
  • Çok boşluklu veya aile tipi bir kalıp kullanın
  • Parça boyutlarınızı düşünün

Enjeksiyon Kalıplama Ne Zaman Kullanılır?

Enjeksiyon kalıplama, şişe kapakları gibi yaygın plastik parçaların yanı sıra uzaktan kumanda muhafazaları, şırıngalar ve daha fazlası dahil olmak üzere yaygın olarak kullanılan bir dizi ürünü yapmak için kullanılır. Ayrıca araba gövde panelleri gibi daha büyük parçaların imalatında da yaygın olarak kullanılır.

Enjeksiyon kalıplama esas olarak, bir kalıptan binlerce veya milyonlarca aynı parçanın üretilmesine ihtiyaç duyulduğunda kullanılır.

Türler

Aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok farklı enjeksiyon kalıplama işlemi varyasyonu vardır:

  • Küp kalıplama
  • döküm
  • Gaz destekli enjeksiyon kalıplama
  • Sıvı silikon kauçuk enjeksiyon kalıplama
  • Metal enjeksiyon kalıplama
  • Mikro enjeksiyon kalıplama
  • Reaksiyon enjeksiyon kalıplama
  • İnce duvarlı enjeksiyon kalıplama

Plastik Enjeksiyonda Kullanılan Malzemeler

Enjeksiyon kalıplama, metaller, cam, elastomerler ve en yaygın olarak termoplastik ve termoset polimerler dahil olmak üzere çeşitli farklı malzemelerle gerçekleştirilebilir.

Malzemeler, bitmiş parçalar için farklı özellikler ve efektler sağlamak üzere birleştirilebilir.

Avantajlar

Enjeksiyon kalıplamanın ana avantajı, çok sayıda parça üretmek için üretimi büyütebilmektir. Tasarımın ve kalıpların ilk maliyetleri karşılandıktan sonra, üretim fiyatı çok düşüktür. Daha fazla parça üretildikçe üretim maliyeti düşer.

Enjeksiyon kalıplama, fazla malzemeleri kesen CNC işleme gibi geleneksel üretim süreçlerine kıyasla minimum fire üretir. Buna rağmen, enjeksiyon kalıplama, esas olarak yolluklardan, kapı konumlarından ve parça boşluğundan sızan herhangi bir taşma malzemesinden bir miktar atık üretir.

Enjeksiyon kalıplamanın son avantajı, yüksek hacimli üretimde parça güvenilirliği ve tutarlılığı sağlayan birçok özdeş parçanın üretimine izin vermesidir.

Dezavantajları

Enjeksiyon kalıplamanın avantajları olsa da, prosesin bir takım dezavantajları da vardır.

Özellikle takımlarla ilgili olarak, enjeksiyon kalıplama için peşin maliyetler yüksek olabilir. Herhangi bir parça üretebilmeniz için önce bir prototip parçanın oluşturulması gerekir. Bu tamamlandıktan sonra, bir prototip kalıp aracı oluşturulmalı ve test edilmelidir. Tüm bunların tamamlanması zaman ve para gerektirir ve maliyetli bir süreç olabilir.

Enjeksiyon kalıplama, büyük parçaların tek parça olarak üretilmesi için de ideal değildir. Bunun nedeni, enjeksiyon kalıp makinelerinin ve kalıp aletlerinin boyut sınırlamalarıdır. Bir enjeksiyon kalıplama makinesinin kapasitesi için çok büyük olan parçaların birden fazla parça olarak oluşturulması ve daha sonra birleştirilmesi gerekir.

Nihai dezavantaj, büyük alt kesimlerin önlemek için deneyimli tasarım gerektirmesi ve projenize daha fazla masraf eklemesidir.

Plastik Enjeksiyon Uygulamaları

Enjeksiyon kalıplama, tekrarlanabilir bir üretim sürecinin gerekli olduğu bir dizi uygulama için kullanılır. Bu, tel makaralar, ambalajlar, şişe kapakları, oyuncaklar, taraklar, müzik aletleri (ve bileşenleri), sandalyeler, küçük masalar, saklama kapları, mekanik parçalar ve otomotiv parçaları ve bileşenleri gibi üretim kalemlerini içerir.

Enjeksiyon kalıplama, özellikle yüksek hacimli plastik parçaların üretimi için en yaygın yöntemdir.

SSS:

Enjeksiyon Kalıplama Çevre Dostu mu?

Makineler daha verimli hale geldikçe ve ısıyla sertleşen polimerler gibi malzemeler aşırı sıcaklıklara ve koşullara dayanabildiğinden enjeksiyon kalıplama daha çevre dostu hale geliyor.

Enjeksiyon kalıplama ile bazı malzeme israfı olmasına rağmen, diğer birçok üretim prosesinden daha azdır. Elbette, kullanılan malzemelerin tam olarak ne kadar dayandıkları, geri dönüştürülmüş malzemelerden gelip gelmedikleri ve nasıl atıldıkları ile ilgili olarak çevre üzerinde de bir etkisi vardır. Ayrıca, üretim sırasında da dahil olmak üzere oluşturulan ürünlerin kullanım ömürlerinin karbon ayak izine ilişkin hususlar da vardır.

Modern enjeksiyon kalıplama makinelerindeki gelişmeler, on yıl öncesine kıyasla artık %20 ila %50 daha az enerji kullandıkları anlamına geliyor.

Enjeksiyon Kalıplama Ucuz mu?

Kalıplama maliyetleri, bir kalıptaki boşlukların sayısı ile ilişkilidir. Daha az boşluk, daha az takım çalışması gerektirir, bu da bir enjeksiyon kalıbı oluşturmak için üretim maliyetlerini düşürür. Bir parçanın tasarımının karmaşıklığı, yüzey bitirme, tolerans, dişler, detaylandırma ve alttan kesme sayısı gibi faktörler de dahil olmak üzere maliyeti de etkiler. Bunlar gibi eklenen ayrıntılar, daha fazla takım gerektirdiğinden maliyeti artıracaktır.

En uygun maliyetli enjeksiyon kalıplama türü, yüksek verimde dayanıklı ürünler üreten kauçuk enjeksiyon kalıplamadır. Ayrıca, hassas sıcaklık kontrolleri ile tutarlı vulkanizasyon süreçleri, atık malzemeyi azaltarak maliyetleri düşürebilir.

Enjeksiyon Kalıplama Maliyeti Ne Kadardır?

Enjeksiyon kalıplamanın tam maliyetini hesaplamak aşağıdaki formülle yapılabilir:

Kalıp Fiyatı = malzeme maliyetleri + tasarım + süreç ve kâr + KDV + deneme masrafları + paketleme ve nakliye masrafları.

Bu maliyetlerden malzeme ve parçalar toplamın yaklaşık %15-30’una, süreç ve kâr ise %30-50’sine eşittir.

Bu faktörleri göz önünde bulundurarak, küçük bir tek boşluklu enjeksiyon kalıbının maliyeti 1.000 ila 5.000 ABD Doları arasındadır. Daha büyük veya daha karmaşık kalıplar 80.000 ABD Doları veya daha fazlasına mal olabilir. Bununla birlikte, ortalama olarak, tipik bir kalıbın maliyeti 12.000 $ civarındadır.

Kalıp aletlerinin maliyeti yüksek olmakla birlikte, gerçek enjeksiyonlu kalıplama üretiminin nispeten düşük bir maliyeti vardır.

Enjeksiyon Kalıplamada Hangi Plastikler Kullanılır?

85.000’den fazla ticari plastik malzeme seçeneği ve 45 polimer ailesi ile enjeksiyon kalıplama için kullanılabilecek çok sayıda farklı plastik bulunmaktadır. Bunlardan polimerler genel olarak iki gruba ayrılabilir; termosetler ve termoplastikler.

Kullanılan en yaygın plastik türleri, yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) ve düşük yoğunluklu polietilendir (LDPE). Polietilen, yüksek süneklik seviyeleri, iyi gerilme mukavemeti, güçlü darbe direnci, nem emilimine karşı direnç ve geri dönüştürülebilirlik gibi bir dizi avantaj sunar.

Yaygın olarak kullanılan diğer enjeksiyonla kalıplanmış plastikler şunları içerir:

1. Akrilonitril Bütadien Stiren (ABS)

Bu sağlam, darbeye dayanıklı plastik, endüstri genelinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Asitlere ve bazlara karşı iyi direnç gösteren ABS, ayrıca düşük büzülme oranları ve yüksek boyutsal kararlılık sunar.

2. Polikarbonat (PC)

Bu güçlü, darbeye dayanıklı plastik, düşük büzülme ve iyi boyutsal stabiliteye sahiptir. Optik olarak farklı şeffaflık derecelerinde mevcut olan şeffaf bir plastik olan PC, yüksek kozmetik bir yüzey ve iyi bir ısı direnci sağlayabilir.

3. Alifatik Poliamidler (PPA)

Her birinin kendi avantajları olan birçok farklı PPA (veya naylon) türü vardır. Genel olarak konuşursak, naylonlar güçlü asitler ve bazlar dışında kimyasal olarak dirençli olmanın yanı sıra yüksek mukavemet ve sıcaklık direnci sunar. Bazı naylonlar aşınmaya karşı dayanıklıdır ve iyi darbe dayanımı ile iyi sertlik sunar.

4. Polioksimetilen (POM)

Yaygın olarak asetal olarak bilinen bu plastik, yüksek sertliğe, dayanıklılığa ve tokluğa sahiptir. Aynı zamanda iyi bir kayganlığa sahiptir ve hidrokarbonlara ve organik çözücülere karşı dayanıklıdır. İyi esneklik ve kayganlık da bazı uygulamalar için avantajlar sağlar.

5. Polimetil Metakrilat (PMMA)

Akrilik olarak da bilinen PMMA, iyi optik özellikler, yüksek parlaklık ve çizilme direnci sağlar. Ayrıca ince kesitli geometriler için düşük büzülme sağlar.

6. Polipropilen (PP)

Bu ucuz reçine malzemesi, belirli derecelerde yüksek darbe direnci sağlar, ancak soğuk sıcaklıklarda kırılgan olabilir (propilen homopolimer durumunda). Kopolimerler darbeye karşı daha fazla direnç sunarken, PP ayrıca aşınmaya dayanıklı, esnektir ve asitlere ve bazlara karşı dirençli olmasının yanı sıra çok yüksek uzama sağlayabilir.

7. Polibütilen Tereftalat (PBT)

İyi elektriksel özellikler, PBT’yi otomotiv uygulamalarının yanı sıra güç bileşenleri için ideal kılar. Mukavemet, cam dolguya bağlı olarak orta ila yüksek arasında değişir, dolgusuz kaliteler sert ve esnektir. PBT ayrıca yakıtları, yağları, katı yağları ve birçok çözücüyü gösterir ve ayrıca tatları emmez.

8. Polifenilsülfon (PPSU)

Yüksek tokluk, sıcaklık ve ısı direncine sahip boyutsal olarak kararlı bir malzeme olan PPSU, radyasyon sterilizasyonuna, alkalilere ve zayıf asitlere karşı da dayanıklıdır.

9. Polieter Eter Keton (PEEK)

Bu yüksek sıcaklık, yüksek performanslı reçine, ısı direnci ve alev geciktirici, mükemmel mukavemet ve boyutsal stabilitenin yanı sıra iyi kimyasal direnç sağlar.

10. Polieterimid (PEI)

PEI (veya Ultem), mükemmel mukavemet, boyutsal kararlılık ve kimyasal direnç ile birlikte yüksek sıcaklık direnci ve alev geciktirici sunar.