Polipropilenden imal edilen farklı hacimlerdeki ürünlerin kalıp tasarımı ve imalatı
Mold design and manufacture of polypropylene products in different volumes
Yazar: ALİ BERAT ÖZTEMEL
Danışman: PROF. DR. HÜSEYİN ÜNAL
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İmalat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Akış analizi = Flow analysis ; Enjeksiyonlar = Injections ; Kalıp tasarımı = Mold design ; Mekanik = Mechanics ; Polipropilen = Polypropylene ; Test yöntemleri = Test methods

Özet:
Bu çalışmada, plastik sektöründe farklı hacimlerdeki test numunelerinin enjeksiyonla kalıplama yöntemi ile imalatının tek bir kalıpta tasarımı, akış analizinin yapılması ve imalatının gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır.
Kalıp tasarımı için Siemens NX tasarım programı kullanılmıştır. Ürünler 8900, 3200 ve 1131 mm3 hacme sahip mekanik ve tribolojik test numuneleri belirlenmiştir. Ürünlerin sadece farklı hacimlerde olması dikkate alınarak analiz programının eşit dolumunu gözlemleyip, gerçekte yaşanan durum ile kıyaslama yapmak için uygulamalı olarak çalışma yapılmıştır. Ürünler farklı hacimlerde olduğundan herbir ürüne farklı kesitlerde yolluk girişi sağlanarak eşit sürede dolum sağlanarak tasarımın ve analizin önemi gösterilmeye çalışılmıştır. Aynı anda kalıplanabilmesi ve kalıbın doldurulabilmesi için ürünlerin konumlandırılması ve beraberinde soğuk yolluk tasarımının yapılması gerekmektedir. Analiz öncesi ürünlerin yolluk girişleri malzemelerin uç kısımlarından verilecek şekilde tasarlanmıştır. Dağıtıcı kanal girişleri kenardan giriş (yan yolluk) olarak tercih edilmiştir. Ürünlerin yolluktan el ile kopartılmasına imkan sunacak şekilde tasarımı yapılmıştr. Bu amacı gerçekleştirebilmek için tasarlanan yolluk ile birlikte Moldflow programı kullanılarak ürünün dolum analizine bakılmıştır. Analiz programının eşit dolum çıktısıyla birlikte oluşan ürünün kalıplanmasına başlanmıştır.
Kalıp tasarımında ürünlerin kontrolu yapılıp konumlandırılmasına ve kalıptan çıkmasına dikkat edilmiştir. Önce sabit ve hareketli çekirdek plakaları oluşturulmuştur. Tasarlanan çekirdek plakalarda oluşan ürünün kalıp açılmasıyla birlikte enjeksiyon makinesinin hareketli tarafında kalması planlanmıştır. Ürünlerin kalıptan düşmesini sağlamak için enjeksiyon makinesinin itici mekanizmasını kullanarak hareketli tarafa itici pimler ile itici sistemi kurgulanmıştır.
Kalıp tasarımı yapıldıktan sonra kalıbın imalatı gerçekleştirilmiştir. Kalıp için gerekli parçaların imalatı yapılmış, parçaların gerekli hassasiyetleri de montaj yapılarak kalıp oluşturulmuştur. İmalatı yapılan kalıp analiz programında yapılan koşullarda enjeksiyon makinesine bağlanarak test edilmiştir. Farklı parametreleri gözlemlemek için hammadde sıcaklığı ve ütüleme prosesi değişken olarak kabul edilmiş ve numuneler üretilerek enjeksiyon sonuçları gözlemlenmiştir.

Anahtar Kelimeler: Moldflow akış analizi, kalıp tasarımı, enjeksiyon, enjeksiyon makinesi, mekanik, test numunesi

Abstract:
In this study, it is aimed to design, flow analysis and manufacturing of test specimens of different volumes in the plastics industry by injection moulding method in a single mould.
Siemens NX design programme was used for mould design. Mechanical and tribological test specimens with 8900, 3200 and 1131 mm3 volumes were determined. Considering only the different volumes of the products, a practical study was carried out to observe the equal filling of the analysis programme and to make a comparison with the actual situation. Since the products are of different volumes, it was tried to show the importance of design and analysis by providing equal filling time by providing different cross-sectional runner inputs to each product. In order to be able to mould and fill the mould at the same time, it is necessary to position the products and design the cold runner. Before the analysis, the runner inlets of the products were designed to be given from the end parts of the materials. Distributor channel inlets were preferred as side inlet (side runner). It was designed to allow the products to be removed from the runner by hand. In order to realise this purpose, Moldflow software was used with the designed runner to analyse the filling of the product. With the equal filling output of the analysis programme, the moulding of the product was started.
In the mould design, attention was paid to the control, positioning and removal of the products from the mould. First, fixed and movable core plates were formed. It is planned that the product formed in the designed core plates will remain on the moving side of the injection machine when the mould is opened. In order to ensure that the products fall out of the mould, a pushing system was designed with pushing pins on the moving side using the pushing mechanism of the injection machine.
After the mould design was made, the mould was manufactured. The necessary parts for the mould were manufactured and the mould was created by assembling the necessary precision of the parts. The manufactured mould was tested by connecting to the injection machine under the conditions made in the analysis programme. In order to observe different parameters, raw material temperature and ironing process were accepted as variables and injection results were observed by producing samples.

Keywords: Moldflow flow analysis, mould design, mould design, injection, injection machine, mechanical, test specimen