Konvansiyonel plastik enjeksiyon ile farklı kimyasal ajan katkılı köpürtme proseslerinin karşılaştırmalı akış analizi ve parametrik deney tasarımı
Comparative flow analysis and parametric experiment design of conventional plastic injection and various endothermic chemical agent added foaming process
Yazar: BARIŞ BOZKURT
Danışman: DOÇ. DR. HASAN ÖKTEM
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology
Dizin: Akış enjeksiyon analizi = Flow injection analysis ; Kimyasal enjeksiyon = Chemical injection ; Plastik enjeksiyon = Plastic injection

Özet:
Son yıllarda plastik enjeksiyon kalıplamadaki rekabet artışı, tasarım ve proses maliyet kazanımlarını ön plana çıkarmıştır. Kimyasal ajan katkılı köpürtme prosesi, parçada ağırlık, çevrim süresi, kapama kuvveti kazanımları ve parça kalitesinde çarpılma iyileşme avantajları ile paketlemeden beyaz eşyaya, otomotivden gıda sektörlerine kadar farklı alanlarda yaygınlaşan bir üretim teknolojisidir. Bu teknolojinin fayda-maliyet analizi ve parça kalitesindeki iyileşmeleri ileri seviye akış analizi programları ile üretim aşamasına geçmeden simüle edilebilir. Bu çalışmada, konvansiyonel plastik enjeksiyon ile kimyasal köpürtme proseslerinin Autodesk Moldflow Ultimate programında yapılan karşılaştırmalı akış analizleri, data analiz ve proses geliştirme programı Nautilus ile tasarlanmış deneysel proses parametre setleri ile enjeksiyon makinesindeki gerçek üretim denemeleri sonucunda ağırlıkça %1 oranında kullanılan endotermik TecoCell® H1 ajanının yine ağırlıkça %1 oranında kullanılan TecoCell® CS ajanına göre ağırlık düşüşü açısından daha avantajlı, CS ajanının ise parçanın çekme ve çarpılma iyileşmeleri konusunda H1 ajanına göre daha avantajlı olduğu ortaya çıkmıştır. Ayrıca H1 ve CS prosesleri, konvansiyonel enjeksiyon prosesine göre gözle görülür seviyede kapama kuvveti ve çevrim süresi düşüşü sağlamıştır. Sonuç olarak, konvansiyonel proses ile üretilen parçanın, kimyasal köpürtme prosesi sayesinde yaklaşık %7,5 oranında daha hafif, %33 oranında daha az kapama kuvveti, %10 seviyelerinde çevrim süresinden kazanç ve %40 çarpılma iyileşmesi ile üretilebileceği hem akış simülasyonu hem de gerçek üretimler sonucunda kanıtlanmıştır. Çalışmada, Moplen EP548P polipropilen hammaddesi, TecoCell® H1 ve CS kimyasal köpürtme ajanları kullanılmıştır.

Abstract:
In recent years, the increase in competition in plastic injection molding technology has brought design and process cost gains to the fore. Chemical agent additive foaming technology that has become widespread in different fields from packaging to white goods, automotive to food industries with its weight, cycle time, clamping tonnage reductions and warpage improvement. Benefit-cost analysis and part quality improvements can be simulated with advanced flow analysis programs before production. As a result of comparative Autodesk Moldflow simulations and gerçek production study which is designed experimental parameter sets by Nautilus data analysis and process improvement program, at the rate of 1% by weight Tecocell H1 is more advantageous in terms of weight reduction compared to at the same rate Tecocell CS agent while CS agent is more advantageous in terms of shrinkage and warpage improvements as per H1 agent. In addition, the H1 and CS processes provided a considerable clamping force and cycle time reduction compared to the conventional injection process. Consequently, it has been proven as a result of both flow simulation and real productions that the part produced by conventional process can be produced with approximately 7.5% lighter, 33% less clamping force, close to 10% cycle time gain and 40% warpage reduction with the chemical foaming process. In this study, polypropylene EP548P raw material, TecoCell® H1 and CS chemical blowing agent were used.