Köpük ajanı içeren polipropilenin plastik enjeksiyon kalıplanmasında çarpılmanın ve çevrim zamanının optimizasyonu
Optimization of warpage and cycle time in plastic injection molding of polypropylene with blowing agent
Yazar: UĞUR DEMİRCİ
Danışman: PROF. DR. MİRİGÜL ALTAN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İmal Usulleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Cam elyafı = Fiberglass ; Plastik enjeksiyon = Plastic injection ; Plastik enjeksiyon kalıpları = Plastic injection molds

Özet:
Plastik enjeksiyon, günlük hayatta kullandığımız plastiklerin birçoğunun üretim yöntemidir. Düşük maliyetle karmaşık geometrili şekilli parçaların düşük maliyetle tekrarlı şekilde üretimi için plastik enjeksiyon oldukça uygundur. Plastik enjeksiyonda her bir parça için ayrı prosesin kurulması gerekmektedir. Ürün kalitesini etkileyebilecek birçok problem doğru proses parametreleri ile çözülebilmektedir.
Plastik enjeksiyon ile üretim için sonlu elemanlar akış analizi ve deneysel tasarım yöntemleri son yıllarda oldukça kullanılmaktadır. Sonlu elemanlar akış analizi plastiklerin enjeksiyon işlemi sırasındaki parametrelere bağlı davranışlarını simule etmek ve olası kalite problemlerini önceden görebilmek için kullanılmaktadır. Deneysel tasarım yöntemleri ise üretim optimizasyonlarında tercih edilmektedir. Parametrelerin etki derecelerinin belirlenmesi ve optimum proses parametrelerinin bulunması deneysel tasarım yöntemlerinin tercih nedenlerindendir.
Bu çalışmada bir vaka analizi olarak plastik enjeksiyon yöntemi ile üretilen, hammaddesi cam elyaf ve köpürtücü ajan katkılı polipropilen olan karmaşık geometriye sahip klima şasi parçasının sonlu elemanlar akış analizi ve deneysel tasarım metotları ile yapılan optimizasyon çalışmaları ile çarpılma ve çevrim süresinin azaltılması gerçekleştirilmiştir.
Çalışmalar sırasında soğutma süresi, kalıp sıcaklıkları ve soğutucu akışkan debisinin farklı seviyeleri ve kombinasyonları ile optimum imalat şartları elde edilmiştir. Yapılan analizler ve denemeler sonrası çarpılma değeri 5,5 mm'den 2,4 – 2,8 mm aralığına, çevrim süresi 47 saniyeden 43 saniyeye düşürülmüştür.

Abstract:
Plastic injection is the production method of many of the plastics we use in daily life. Plastic injection is highly suitable for the repeatitive production of complex geometry shaped parts at low cost. In plastic injection, special process is required for each part. Many problems that can affect product quality can be solved with the correct process parameters. Finite element flow analysis and experimental design methods for plastic injection production are used in recent years. Finite element flow analysis is used to simulate the behavior of plastics during the injection process and to predict possible quality problems. Experimental design methods are preferred in production optimizations. Determining the effect of the parameters and finding the optimum process parameters are among the preferred reasons for experimental design methods.
In this study, as a case analysis, the finite element flow analysis of the complex geometry with the raw material glass fiber and foamed polypropylene produced by plastic injection method, and after the optimization studies with the experimental design methods, the analysis of the warpage and cycle time of the plastic injection process experiments was performed.
During the studies, the optimum production conditions has been studied with different levels and combinations of cooling time, mold temperatures and flow rate of coolant. After the analyzes and trials, the warpage value was reduced from 5.5 mm to 2.4 - 2.8 mm, the cycle time was reduced from 47 seconds to 43 seconds.