Su destekli plastik enjeksiyon sistemi ile polimer kompozit silecek kolu üretimi
Production of polymer composite wiper arm via water assisted plastic injection method
Yazar: FATMA SONGÜL KARABIYIK
Danışman: PROF. DR. TAMER SINMAZÇELİK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Tüm Dünya'da eşdeğer kalite ve dayanımda olmasına karşın daha hafif ve daha ucuz ürün elde etme eğilimi hızla yol almaktadır. Bu çalışmada da benzer bir yaklaşım ile, Dünya'da bir ilk olarak tüm araçların kullanımına yönelik; mevcut kullanımdaki metal silecek koluna da uygulanan standartlara uygun polimerik esaslı silecek kolu geliştirilmesi ve üretilmesi hedeflenmiştir. Bunun için, Türkiye'de ilk defa deneyimlenen su destekli enjeksiyon kalıplama yöntemi kullanılmıştır. Hem üretim metoduna hem de silecek kolu standartlarına uygun hammade araştırması yapılmış ve cam elyaf takviyeli kompozit PA6.6 malzemesi tercih edilmiştir. CAD/CAM/CAE entegre Siemens NX yazılımı ile parça ve kalıp tasarımları yapılmıştır. Su destekli enjeksiyonda "full shot" metodu uygulanmıştır. En verimli proses parametrelerine erişmek için farklı parametre eşleşmeleri denenmiştir. Elde edilen ürüne müşteri şartnameleri ve uluslararası standartlara uygun olarak dış ortam koşullarına dayanım, cam elyaf dağılımı, et kalınlığı analizi, çekme dayanımı, fonksiyon testi gibi zorunlu ürün doğrulama testleri uygulanmıştır.  Polimer silecek kolunun geliştirilmesi ile birlikte, metal silecek kolunda bulunan beş farklı alt parça ortadan kaldırılmıştır. Böylelikle montaj maliyeti ve parça maliyetinden tasarruf edilmiştir. Proses esnasında polimerin içinden geçen su, eriyiğin soğumasına yardımcı olmuştur. Bu, hem kalıp içindeki soğutma süresini ve toplam çevrim süresini kısaltmış hem de parça ağırlığını azalmıştır. Bu çalışma ile parça başına kullanılan hammadde miktarı ve ürün ağırlığı; kalıp içinde soğutma süresi, montaj işçiliği süresi, toplam çevrim süresi ve ürün maliyeti azaltılmıştır. Çalışmanın yenilikçi noktalarından biri su destekli polimer enjeksiyon kalıplama ile birlikte silecek kolu içinde bulunan boş kanal yapısının oluşturulmasıdır. Diğeri ise, silecek suyunun bu kanal vasıtasıyla ön cama iletilebilmesidir.

Abstract:
Despite the equivalent quality and strength, the trend around the world towards lighter and cheaper products is on the way. In this study, with a similar approach, for the usage of all vehicles for the first time in the world; it was aimed to develop and produce a polymeric based wiper arm in accordance with the standards applied for the metal wiper arm, that is in present use. So that, water assisted injection molding method, which is experienced in Turkey for the first time was used. Water assisted injection molding method, which is experienced for the first time in Turkey, was used to produce this product. Raw material, which should be proper for both production method and wiper arm standards, had been investigated and afterwards glass fiber reinforced composite PA6.6 material was chosen. Part and mold designs were done via CAD/CAM/CAE integrated Siemens NX software. "Full shot" method was  implemented for water assisted injection. Different kinds of parameter matchings were tried to reach most effective process parameters. Necessary validation tests like resistance to external conditions, fiber glass orientation, tensile strength, thickness analysis, functional test etc, were done according to customer requirements and international standards. Five different sub-parts on metal wiper arm were eliminated on the newly developed polymer wiper arm. Thus assembling cost and relatedly part costs were saved. Water was worked as an cooling element in melt polymer during injection process. This decreased both cooling time in mold and relatedly total cycle time, part weight. Raw material consumption and part weight, cooling time in mold, assembling cost, total cycle time and total cost pro part were decreased with the help of this study. One of the innovative points of this study is the inner channel structure, that is created in polymer wiper arm as a result of water assisted polymer injection molding. Other one is that, cleaning water can be transferred to windshield via channel in wiper arm.