Bir Plastik Enjeksiyon Makinesi Nasıl Seçilir ? Plastik sektöründe yer alan bütün plastik üreticilerinin,makine üreticilerinin,makine satan ve servis veren herkesin bildiği gibi bir proses makinesinin yatırımı ucuz ve basit bir yatırım değildir.Özellikle yurdışından ithal edilen plastik işleme makineleri için milli servetimizin harcandığı unutulmamalıdır.Bu doğrultuda yapılan yatırımların boşa gitmemesi için plastik işleme makinelerinin alımından önce üretilecek ürüne göre en doğru biçimde seçilmesi çok büyük önem taşımaktadır.Bu
makalemizde sizlere plastik işleme makinelerinden sadece bir tanesi olan ancak belkide bu sektörde en çok kullanılan enjeksiyon makinelerinin en doğru nasıl seçilmesi gerektiği hakkında kısa bir bilgi vermek istedik.
Bir plastik enjeksiyon makinesi gereğinden fazla büyük seçildiğinde fazla harcanan enerji ve yatırım maliyeti oluşturur.Çok küçük ve sınırlarda seçildiğinde ise gerek çevrim zamanı gerekse makinenin ömrü anlamında ihtiyaçlarımızı karşılamayacaktır.
Plastik enjeksiyon makinesi seçiminde önemli noktaları aşağıdaki gibi sıralayabiliriz
1. Gramaj ve Baskı Kapasitesi
2. Kalıp Kapama Gücü
3. Enjeksiyon Basıncı,Hızı ve Ergitme kapasitesi
4. Vida Dizaynı ve L/D oranı
5. Kalıp Açma mesafesi
6. Kolonlar arası mesafe
7. Kalıp-Plaka ölçüleri arasındaki orantı
1. Gramaj ve Baskı Kapasitesi:
Plastik Enjeksiyon makinesi,leri için yayınlanan tüm kataloglarda enjeksiyon gramajı olarak verilen değer PS (Polsitiren) veya piyasada antişok olarak bilinen hammadde cinsinden verilmektedir. Burda dikkat etmemiz gereken birinci konu makinemizde çalışacağımız hammaddenin özgül ağırlığıdır.Bu özgül ağırlığa göre çalışacağımız maksimum malzeme miktarına göre doğru gramajda makine seçebiliriz. Kısaca doğru gramaj ve baskı kapasitesinin seçimini şöyle örneklemek mümkün; 1000 gram PP(Polipropilen) çalışmak için bir makine seçelim .Bildiğimiz gibi PP’in yoğunluğu 0,85gr/cm³’dür.
GRAMAJ/HAMMADDENIN ÖZGUL AĞIRLIĞI= HACIM formulunden; m/d = V
1000/0,85=1176 cm³ bulunur.
PS malzemenin yoğunluğu 1,05 gr/cm³ ‘dür.Aynı formülde yerine koyarsak
GRAMAJ=HACİM X YOĞUNLUK
GRAMAJ=1176 X 1,05 = 1234,5 gram PS olarak bulunur.
Demek ki bizim 1000 gr PP basmak için PS ve PP’nin özgül ağırlık değerlerinin farkından dolayı minumum 1234,5 gram baskı kapasitesi olan bir makine seçmemiz gerekmektedir.
Ancak bu 1234,5 gramlık ocağı olan bir makine 1000 gram PP basmak için hesaptada görüldüğü üzere tam sınırdadır.Dolayısıyla tedbirli olmak ve daha performanslı mal alma ve çevrim zamanı sağlamak için minimum bu değerin (1234,5 gr) % 35 fazlasına göre mümkünse % 50 fazla kapasiteli ocağı olan bir makine seçilmelidir.Buna göre ;
1234,5 X 1,35= 1666 gram PS ‘ne göre minumum enjeksiyon kapasiteli veya;
1234,5 X 1,50=1852 gram PS’ne göre maksimum enjeksiyon kapasiteli bir makine seçilmelidir.
2. Kalıp Kapama Gücü:
Doğru kapama gücünde makine seçmenin önemini kısaca özetlemek istersek şunları söyleyebiliriz. Doğru kapama gücünde makine seçilmediği takdirde nihai üründe sorunlar yaşanmaktadır.Buda zaman,enerji,işçilik ve hammadde kayıplarına sebeb olmaktadır.Çoğu zaman ürünlerde yaşanan çöküntüler,kalıbı dolduramama problemleri ve çapak problemleri hep kalıp kapama gücünden kaynaklanmaktadır.Ayrıca kapama gücünün üzerinde büyük kalıplar makineye bağlandığında zaman içerisinde mekanik problemlerde yaşanmaktadır.
Kalıp kapama gücünü etkileyen faktörleri sıralamak gerekirse; hammadde, ürünün et kalınlığı , enjeksiyon tarafından bakıldığında görülen yüzey alan (projeksiyon alanı) ve ergiyen hammaddenin kalıp içine girdikten sonra katettiği maksimum mesafe (akış uzunluğu) kalıp kapama gücünü etkileyen faktörledir.Plastik Enjeksiyon Makinesi
Yukarıda verdiğimiz değerlere bakılarak yaklaşık bir kalıp kapama gücü hesabı yapmak
mümkündür.Ancak piyasada bilinen kısa hesaplarda geçerliliğini hala korumaktadır. Doğru gramaj seçiminde olduğu gibi kapama gücü seçilirkende biraz opsiyonlu olmakta her zaman fayda vardır.Burda makine kullanıcılarının bilmesi gereken en önemli nokta makine alındıktan sonra kalıpta yapılan revizyonların veya hammadde değişimlerinin kapama gücünü direk etkilediğidir.
Kalıp kapama gücünün hesabında aşağıdaki 2 metoduda kullanmak mümkün;
A)En Pratik metod , kavite projeksiyon alanının ( kaviteye enjeksiyon yönünde bakıldığında görülen en büyük dikey üzdüşüm alanıdır ) , kullanılan hammaddeye gore , sabit bir katsayı ile çarpılması yoludur.
Örneğin ; Kalın çeperli GPPS ürünler için , projeksiyon alanının, 15,4 MN/m2 – 30,9 MN/m2 arası bir katsayı ile çarpılması sonucu bulunur.
İnce çeperli GPPS ürünler için , projeksiyon alanının, 46,3 MN/m2 – 61,8 MN/m2 arası bir katsayı ile çarpılması sonucu bulunur. Tablo.1 de yaygın olarak kullanılan hammaddelerin çarpan katsayılarını bulabilirsiniz.
Örnek : Yarıçapı 40 mm olan GPPS bir bardak üretilecektir. Bardağın en ince et payı 0,6 mm dir. Bu bardak üretimi için gerekli olan kapama gücünü bulunuz.
Bardağın tabanı olan dairenin alanı : Л ( Pi : 3,1416 ) * r ² ( yarıçap’ın karesi ) : 50 cm²
Dolayısı ile projeksiyon alanı yani 50 cm² * tablo.2 den GPPS katsayısı yani 0,62 : 31 ton.
Yani bu bardak için plastik enjeksiyon makinesinin minimum kapama gücünün 31 ton olması gerekmektedir.
Resin
tonnes/cm2
Viskosite faktörü
PS (GPPS)
0.155 – 0.31
1
PS (GPPS) (ince çeperli 1mm den ince)
0.465 – 0.62
1
HIPS
0.155 – 0.31
1
HIPS (ince çeperli 1mm den ince)
0.388 – 0.543
1
ABS
0.388 – 0.62
1.3-1.5
AS (SAN)
0.388 – 0.465
1.3-1.5
AS (SAN) ( uzun akış yolu olan parçalar için)
0.465 – 0.62
1.3-1.5
LDPE
0.155 – 0.31
1 – 1.3
HDPE
0.233 – 0.388
1 – 1.3
HDPE ( uzun akış yolu olan parçalar için)
0.388 – 0.543
1 – 1.3
PP (Homo/Copolymer)
0.233 – 0.388
1 – 1.2
PP (Homo/Co) ( uzun akış yolu olan parçalar için)
0.388 – 0.543
1 – 1.2
PPVC
0.233 – 0.388
2
UPVC
0.31 – 0.465
2
PA6, PA66
0.62 – 0.775
1.2 – 1.4
PMMA
0.31 – 0.62
1.5 – 1.7
PC
0.465 – 0.775
1.7 – 2.0
POM (Homo/Copolymer)
0.465 – 0.775
1.2 – 1.4
PET (Amorf)
0.31 – 0.388
1.7 – 2.0
PET (Kristalin)
0.62 – 0.93
1.7 – 2.0
PBT
0.465 – 0.62
1.7 – 2.0
CA
0.155 – 0.31
1.3 – 1.5
PPO-M (katkısız)
0.31 – 0.465
1 – 1.3
PPO-M (katkı ile güçlendirilmiş)
0.62 – 0.775
1 – 1.4
PPS
0.31 – 0.465
1.7 – 2.0
Tablo 1. Basit kilitleme gücü tahmini ve viskosite katsayıları
B )Daha hassas metod, tüm akış yolu mesafesi ( akışkanın yolluk girişinden – memeden – ürünün en uzak noktasına olan mesafesidir ) ve ürün duvar kalınlığı değerlerini hesaba katmayı gerektirir. Eğer ürün çeper kalınlığı ürün boyunca değişiklikler gösterirse en ince yerini kayda almak gerekir.
Şekil 1. Yolluğun ucundan
Sekil 2.Ürün çeper kalınlığı ( wall thickness )-iç bardağın sonuna kadar olan kavite basıncı ( cavity pressure ) grafiği tüm akış yolu uzunluğu
Örnek : Yukarıdaki örnekteki aynı GPPS bardak 104 mm boyunda tüm ( yolluk dahil en uzak noktaya kadar ) akış yoluna sahiptir. Daha hassas olan gerekli kilitleme gücünü bulunuz.
Tüm akış yolu uzunluğu / En ince et payına oranı : 104 / 0,6 : 173
Şekil 2 deki grafikten 0,6 mm et payında 173 oranı eğrisinin kesiştiği noktadan 550 bar iç kavite basıncını buluruz. Bildiğimiz gibi 1 bar : 1.02 kg/cm2 dir. Dolayısı ile ;
İç kavite basıncının projeksiyon alanı ile çarpımından gerekli kapama gücünü bulabiliriz.Yani; Gerekli minimum kapama gücü : 550 * 1,02 * 50 : 28.050 kg : 28 ton
Yukarıdaki hesaplamada hammaddenin (viskosite) akışkanlık özelliği hesaba katılmamıştır. GPPS nin akışkanlık katsayısı 1.0 olduğundan yukarıdaki hesaplamayı etkilemeyecektir. Tablo.2 de yaygın olarak kullanılan hammaddelerin viskosite katsayılarını bulabilirsiniz. Ancak bu viskosite değerleri genel olup kullanılan hammaddenin üretici firmasından alınan teknik dökümlerden faydalanmak daha
doğru sonuç verecektir.
Örnek : Yukarıdaki örnekteki aynı GPPS bardak’ın ABS den basılacağını farzedelim.Gerekli kapama gücü ihtiyacını bulunuz.
ABS hammaddesinin Viskosite faktörü olan 1,5 * 28 ton : 42 ton gerekli kapama gücü olarak bulunur. En hassas kapama gücü hesaplaması , kalıp dizayn edildikten sonra bilgisayar simulasyonu ile bulunur. (Örneğin : C-MOLD bilgisayar simulasyonu).
Kaynak: Hastek Plastik Teknolojileri