Plastik enjeksiyonla üretilen ABS ve cam elyaf takviyeli PA66 kompozit levhaların boyutsal değişimine soğutma ortam ve sıcaklıkları etkisinin incelenmesi
Effect of cooling environment and temperature on dimensional change of ABS and glass fiber reinforced PA66 composite sheets fabricated by plastic injection molding
Yazar: MÜGE FİLİZ
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN UZUN
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Plastik enjeksiyon kalıplama, ısıtılarak ergitilmiş plastik esaslı malzemelerin bir kalıp içerisine hızlıca enjekte edilerek şekillendirilmesi ve soğutularak kalıptan çıkarılmasını içeren bir imalat yöntemidir. Bu yöntemde parça soğutulma süreci, yöntemin önemli bir aşamasıdır. Kalıplanmış ürün ısısının %90'ı, kalıp içerisinde belirli bir soğutma süresince bekleme yoluyla ve %10'u ise kalıp dışındaki soğutma ortamlarında kaybolur. Bu nedenle kalıp dışındaki soğutma ortam sıcaklıklarının kalıplanmış ürünün boyutsal değişimine ne kadar bir oranda etkiye sahip olabileceği merak konusu olmuştur. Bu çalışmanın amacı, plastik enjeksiyon kalıplama yöntemiyle üretilen ABS ve %30 cam elyaf takviyeli PA66 kompozit levhaların boyutsal değişimine, soğutma ortamının etkisini incelemek ve uygun soğutma ortam sıcaklığını belirlemektir. Bu amaç doğrultusunda enjeksiyonla kalıplanan levhalar, 13°C'lik su, 18°C'lik hava ve 80°C'lik fırın olmak üzere üç farklı ortam ve sıcaklıklarda, 10 gün süreyle bekletilerek levhaların boyutsal değişim değerleri ölçülmüştür. Ayrıca üç farklı ortam ve sıcaklıklarda bekletilen levhaların sertlik değerleri ölçülmüş ve çekme deneyleri yapılmıştır. Optik mikroskop yardımıyla levhaların çekme deneyi sonucu kopan numune yüzeyleri incelenmiştir.
Elde edilen sonuçlara göre ABS levhaların 18°C'lik hava, 80°C'lik fırın ve 13°C'lik su ortam sıcaklıklarında yaklaşık %1 oranında boyutsal bir değişim tespit edilirken, %30 cam elyaf takviyeli PA66 kompozit levhaların 13°C'lik su ortam sıcaklığında yaklaşık %18 oranında, 18°C hava ve 80°C'lik fırın ortam sıcaklıklarında ise yaklaşık %1 oranında boyutsal bir değişimi tespit edilmiştir. Üç farklı soğutma ortam ve sıcaklıklarının, ABS ve %30 cam elyaf takviyeli PA66 kompozit levhalarında belirgin bir sertlik değişimine etki etmediği görülmüştür. Levhaların soğutma ortam ve sıcaklığı değiştikçe, çekme mukavemetinin değiştiği fakat birim şekil değişiminin ise aynı kaldığı belirlenmiştir. Soğutma ortam ve sıcaklığı değiştikçe, levhaların süneklik ve gevreklik davranışları da değişmektedir. ABS ve %30 cam elyaf takviyeli PA66 kompozit levhaların plastik enjeksiyon işlemi sonrası, 18°C'lik hava ortamı ve sıcaklığında soğutulması, optimum değer olarak tespit edilmiştir.
Anahtar Kelimeler: Plastik enjeksiyon kalıplama, ABS levha, %30 cam elyaf takviyeli PA66 kompozit levha, boyutsal değişim, soğutma ortam ve sıcaklık etkisi, çekme testi, sertlik.

Abstract:
Plastic injection molding is a manufacturing method to obtain molded products by injecting plastic-based materials molten by heat into a mold, and then cooling and solidifying them. The cooling of the parts produced by this method is an important stage of the process. 90% of the molded part heat is lost in the mold during a certain cooling time and 10% is lost in the cooling environments outside the mold. For this reason, it has been a matter of curiosity how much of an effect the cooling environment and temperatures of outside the mold can have on the dimensional change of the molded product. The aim of this study is to examine the effect of cooling environment and temperatures on the dimensional change of ABS and 30% glass fiber reinforced PA66 composite sheets produced by plastic injection molding and to determine the appropriate cooling environment and temperature. For this purpose, the dimensional change values of the injection molded sheets in three different the cooling environment and temperatures of 13°C water, 18°C air and 80°C air conditioning furnace were measured by keeping for 10 days. In addition, the hardness values of the sheets kept at three different the cooling environment and temperatures were measured and tensile tests were carried out. The broken surfaces of the tensile sample were examined by an optical microscope.
According to the results, a dimensional change ~1% of the injection molded ABS sheets was determined at the 13°C water, 18°C air and 80°C furnace ambient temperatures. On the other hand, although a dimensional change of ~18% of 30% glass fiber reinforced PA66 composite sheets was determined at 13°C water of the cooling environment and temperatures, a dimensional change of ~1% was observed at the 18°C air and 80°C furnace. According to the results of the hardness values of the sheets, it was determined that there was no significant change in the three different the cooling environment and temperatures of both the ABS and the composite sheets. It was determined that as the cooling environment and temperature of the sheets changed, the tensile strength changed but the strain value of the tensile sample remained the same. As the cooling environment and temperature change, the ductility and brittleness behaviours of the sheets also change. After the plastic injection process of ABS and 30% glass fiber reinforced PA66 composite sheets, cooling at 18°C air environment and temperature was determined as the optimum value.
Keywords: Plastic injection molding, ABS sheet, 30% glass fiber reinforced PA66 composite sheet, dimensional change of the molded product, cooling environment and temperature, tensile test, hardness.