Plastik enjeksiyon kalıplarının modellenmesi için bir paket programın geliştirilmesi ve optimizasyonu
Developing a package program and optimization for modeling of plastic injection molds
Yazar: YAHYA HIŞMAN ÇELİK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. CEBELİ ÖZEK
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Eğitimi Ana Bilim Dalı / Talaşlı Üretim Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Teknik Eğitim = Technical Education
Dizin: Akıllı sistemler = Intelligent systems ; Maliyet analizi = Cost analysis ; Plastik enjeksiyon kalıpları = Plastic injection molds

Özet:
Plastik enjeksiyon kalıpları endüstrinin her alanında yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunun en önemli nedeni, bu kalıplar ile istenilen şekil ve boyutlarda dikişsiz kapların kolayca üretilebilmesidir. Bu ürünlerin kalitesi kalıplama parametrelerinin doğru seçilmesine bağlıdır. Bunun için, uygun bir kalıplama metodunun seçilmesi ürünün verimliliğini doğrudan etkilemektedir. Kalıplama metotlarının etkisini görmek için akıllı sistemleri kullanarak doğru ve pratik çözümler bulmak daha kolaydır. Bu çalışmada, plastik enjeksiyon kalıplarının modellenmesi için bir paket programın geliştirilmesi ve optimizasyonu konulu bir çalışma yapılmıştır. Çalışma Delphi programlama dilinde hazırlanmıştır. Enjeksiyon makinesi, kalıp malzemesi, plastik malzemesi ve ürünün geometrik şekli gibi enjeksiyon zamanını etkileyen parametrelerin analizi incelenmiştir. Bunun için bu parametrelerin farklı giriş ve çıkışlarını yeniden düzenleyen bir Yapay Sinir Ağı (YSA) modeli oluşturulmuştur. Bu model on giriş ve iki çıkışa sahiptir. Giriş parametreleri, enjeksiyon basıncı, kalıp sıcaklığı, plastiğin erime sıcaklığı, plastiğin özgül ağırlığı, numunenin ağırlığı, numunenin çapı, numunenin genişliği, numunenin uzunluğu, numunenin kalınlığı ve numunenin şeklidir. Çıkış parametresi ise enjeksiyon zamanı ve soğutma zamanıdır. Ayrıca, plastik enjeksiyon kalıplarında maliyet hesabı için akıllı sistemleri uygulayan bir yöntem de geliştirilmiştir. Programın geliştirilmesinde kalıp tasarımı için SolidWorks, işleme sürelerinin tespitinde MasterCAM programlarından yararlanılmaktadır. Programa plastik malzeme çeşitleri, plastik malzemelerin katkı maddeleri, kalıbın yapılacağı malzemeler ve enjeksiyon makinelerinin özellikleri gibi parametreler tanıtılmıştır. Program bu parametre değerlerine göre optimum tasarımın yapılması için kalıbın kaç bölmeden oluşacağı, kalıplama boyutlarının ne kadar olacağı hakkında bilgi vermekte ve kalıplanan ürünün çekme miktarını da hesaplamaktadır. Program, kalıp malzemesinin maliyetini, tasarım, işçilik ve işleme sürelerini de dikkate alarak toplam maliyeti hesaplamaktadır. Yapay sinir ağları ve kalıp maliyet analizi bulunduktan sonra üretimi yapılan bir adet numunenin maliyet analizi de program tarafından hesaplanmaktadır. Programın geçerliliğini kontrol etmek amacıyla da teorik ve deneysel çalışmalar yapılmıştır. Programdan elde edilen sonuçlar ile deneysel çalışmadan elde edilen sonuçlar karşılaştırılarak programın geçerliliği kontrol edilmiştir.

Abstract:
Plastic injection molds are commonly used in every area of the industry. The most important reason for this, the production of the seamless desired shape and dimensions caps are easily produced in plastic injection molds. The quality of these products depends on choosing the right molding parameters. Hence, a selecting suitable molding method is directly influence the effectiveness of the product. Using intelligent system, in order to see the effect of the molding method finding accurate and practice solutions are easier. In this study was made that a study deals with developing of a package programs and optimization for modeling of plastic injection mold. The study was preparing in the Delphi programming. An analysis of parameters which affects injection time such as injection machine, mould material, plastic material and geometrical shape of product was investigated. For purpose, an artificial neural-network (ANN) model was developed rearranging these parameters with different input-output. This model has ten inputs and two outputs. The input parameters are injection pressure, mould temperature, melting temperature of plastic, and specific gravity of plastic, the dimensions of product and shape of product. Output parameters of system are injection time and cooling time. Besides, the plastic injection molds for the cost calculation in a method for applying intelligent system have been developed. In this program, Solid Works and Master CAM programs were utilized for mould design and manufacturing time, respectively. The parameters such as several of plastic materials, the additives of plastic materials, the materials of mould and properties of injection machines were introduced to the program beforehand. The program informs to operator about dimension, compartment of mould to optimum design according to molding parameters and also calculation shrinkage amount of element of mould. The program calculates the real cost of mould taking into consideration the parameters such as cost of the mould materials, total cost of working and manufacturing time. After artificial neural networks and cost analysis of mould found, the cost analysis of a sample, which doing produce, is calculated by the program. Besides, theoretical and experimental studies were made to control accuracy of program and results experimental studies with the results of program were compared.