Geleneksel ve metal eklemeli imalat yöntemleriyle üretilen plastik enjeksiyon çekirdekleri arasındaki soğutma performansı karşılaştırması
Cooling performance comparison between plastic injection cores produced by conventional and additive manufacturing methods
Yazar: TUNCAY USLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ KENAN IŞIK
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Seri imalat metotlarından birisi olan plastik enjeksiyon kalıplama yönteminde soğutma verimliliği, maliyeti ve parça kalitesini etkileyen en önemli faktördür. Bu çalışmada, losyon pompasının plastik enjeksiyon yöntemiyle üretilen parçalarından birisi olan stem adlı parça üzerinde çalışılmıştır. Stem parçası, geleneksel imalat yöntemiyle elde edilen çekirdeklerin kullanılması ile üretilmektedir. Stem'e ait üretim süresi, parçanın şekil ve boyutları göz önünde bulundurulduğunda beklenenden fazladır. Soğutma kanalları, dişi kalıp çekirdeği üzerinde yer alan kenar yolluk girişi ve erkek kalıp çekirdeği üzerinde yer alan hareketli maça sebebiyle ürün bölgesinden uzak bir noktada konumlandırılmaktadır. Bu durum üretim süresinin uzun olmasına neden olmaktadır. Soğutma süresini düşürmek amacıyla, erkek ve dişi kalıp çekirdekleri üzerine konformal soğutma kanal tasarımları yapılmıştır. Hazırlanan kanallar için dolum analizleri yapılarak etkili soğutmaya sahip kanallar belirlenmiştir. Konformal soğutma kanalları, geleneksel imalat yöntemiyle üretilemeyeceği için metal eklemeli imalat yönteminden faydalanarak kalıp çekirdekleri üretilmiştir. 

Analiz sonuçlarına göre konformal soğutma kanallarına ait çevrim süresi, geleneksel soğutma kanalı çevrim süresinden %6,16 oranında daha kısadır. Üretim denemelerine göre konformal soğutma kanallarına ait çevrim süresi, geleneksel soğutma kanalı çevrim süresinden %31,74 oranında daha kısadır.

Abstract:
In plastic injection molding, which is one of the mass production methods, cooling efficiency is a crucial factor influencing cost and part quality. This study focuses on the stem, one of the parts of a lotion pump produced using the plastic injection method. The stem part is manufactured using cores obtained through traditional manufacturing methods. The production time for the stem is higher than expected, considering the shape and size of the part. Cooling channels are positioned away from the product area due to the edge gate entry on the cavity and the movable slider on the core. This positioning contributes to the extended production time. In order to reduce the cooling time, conformal cooling channel designs were developed for core and cavity. Effective cooling channels were determined by conducting filling analyses for the prepared channels. As conformal cooling channels cannot be  produced using traditional manufacturing methods, metal additive manufacturing was employed to produce the mold cores.

According to the analysis results, the cycle time for conformal cooling channels is approximately 6.16% shorter than that of traditional cooling channels. In production trials, the cycle time for conformal cooling channels is approximately 31.74% shorter than that of traditional cooling channels.