Mikro gözenekli enjeksiyon kalıplama yönteminin otomotiv uygulamaları
Microcellular injecti̇on moldi̇ng method in automotive applications
Yazar: HÜROL KOÇOĞLU
Danışman: PROF. DR. TAMER SINMAZÇELİK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Mikro gözenekli enjeksiyon kalıplama yöntemi, polimer bazlı hammaddenin süper kritik akışkan (SCF) haline getirilmiş bir fiziksel köpürtme ajanı yardımı ile mikro gözenekli bir iç yapının eldesi amacıyla kullanılan, bir plastik enjeksiyon prosesidir. Bu teknoloji ticari olarak MuCell adıyla anılmaktadır. MuCell yöntemi fiziksel köpürtme ajanı etkisi ile standart enjeksiyon yöntemine göre viskozite, çevrim süresi ve kapama tonajı düşüşü, ağırlık düşüşü ve hammadde  tasarrufu, daha iyi boyutsal kararlılık ve çarpılma özellikleri sağlaması açısından avantajları beraberinde getirmektedir. Bu çalışmada, her iki yöntemin seri üretim koşullarında karşılaştırılması ve MuCell yöntemi için tasarım girdileri elde edilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla, iki farklı otomotiv parçası kalıbı ve Polipropilen-Polietilen (PP-PE) kopolimeri, % 20 ve 40 talk katkılı polipropilen, Akrilonitril bitadien strien (ABS) ve Akrilonitril bütadieen stiren-Polikarbonat (ABS-PC) gibi beş farklı otomotiv plastiği kullanılarak seri üretim koşullarında MuCell ve standart enjeksiyon üretimleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen numunelere çekme testi ve mikro yapı incelemesi uygulanmıştır. Daha sonra her iki yöntem için üretim parametreleri, parça başı maliyet, mekanik ve morfolojik özellikler açılardan karşılaştırmalar yapılmıştır. Sonuç olarak, MuCell yönteminin otomotiv parçalarının seri üretimine uygun olduğu, hammadde tüketimi, gerekli makine tonajı, çevrim süresi açısından avantajlar sağladığı ve bunların parça başı maliyette kazanç elde edilmesini sağladığı saptanmıştır.

Abstract:
Microcellular injection molding is a molding process which is used to obtain cellular microstructure with the help of a supercritical fluid (SCF) as a physical foaming agent for polymer-based raw materials. The commercial name of this method is called as MuCell. With the aid of supercritical fluid (SCF), MuCell method is superior in lower melt viscocity, less cycle time, clamping force reduction, weight reduction, less shrinkage and warpage, better dimensional stability compared to conventional injection molding method. In this study, it is aimed to compare these methods in mass production and to obtain design inputs of MuCell methods. In order to maintain these goals, five different raw materials; copolymer of Polypropylene-Polyethylene (PP-PE), % 20 and 40 talc filled Polypropylene, Acryionitrile-Butadiene-Styrene (ABS) and Acryionitrile-Butadiene-Styrene - Polycarbonate (ABS-PC) were injected into two different automotive parts' mold by using conventional injection molding and MuCell methods. Tensile tests and microstructural chracterizations were applied. Afterwards, the conventional injection molding and MuCell methods were compared regarding to process parameters, unit cost, mechanical and morphological properties of manufactured parts. It is concluded that, MuCell method can be used to manufacture automotive parts. Furthermore, shorter cycle times, decrease in raw material usage, decrease in clamping force are determined as the most important beneficial outcomes of MuCell method, thus resulting cost reduction for plastic automotive parts.