Plastik enjeksiyon kalıplarında tabakalı obje imalatı yöntemi ile şekil uyumlu soğutma kanalı üretimi ve deneysel incelenmesi

Plastik enjeksiyon kalıplarında soğutma sistemi üretim maliyeti ve ürün kalitesi üzerinde belirleyici bir role sahiptir. Yapılan bu çalışmada plastik enjeksiyon kalıplarında daha verimli bir soğutma sistemi için şekil uyumlu soğutma kanalları kullanılmıştır. Şekil uyumlu soğutma kanallarının oluşturulması için sistematik bir tasarım metodu geliştirilmiştir. Eğimli yüzeylerden oluşan karmaşık geometrili bir plastik parça belirlenerek parça yüzeyini uyumlu bir şekilde takip eden soğutma kanalları tasarlanmıştır. Deneysel çalışma öncesinde Moldflow yazılımı kullanılarak giriş yeri, dolum, ütüleme, çarpılma ve soğuma analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen analiz sonuçlarına göre kalıp tasarımı gerçekleştirilmiştir. Şekil uyumlu spiral kanallara sahip plastik enjeksiyon kalıbı imal edilmek üzere bilgisayar destekli tasarım yazılımı kullanılarak modellenmiştir. Şekil uyumlu soğutma kanallarının üretimi için vakumlu sert lehimleme metodu kullanılmıştır. Kalıp çekirdeklerinin katı modelleri katmanlara bölünerek plakaların üretimi planlanmıştır. Birleşme yüzeyleri taşlanarak parlatılan plakalar bilgisayar denetimli freze tezgâhı ile işlenerek soğutma kanalını oluşturacak boşluklar oluşturulmuştur. Hazırlanan plakalar vakumlu sert lehimleme yöntemi ile birleştirilmiştir. Plakaların birleştirilmesi ile elde edilen ve içinde şekil uyumlu soğutma kanalı bulunan kalıp çekirdekleri bilgisayar denetimli freze tezgâhında tekrar işlenerek kalıp boşlukları oluşturulmuştur. Deneysel olarak karşılaştırmak üzere geleneksel olarak kullanılan doğrusal soğutma kanalları bulunan kalıp çekirdekleri de imal edilmiştir. Üretilen plastik enjeksiyon kalıbı plastik enjeksiyon makinesine bağlanarak baskı denemeleri yapılmıştır. Yapılan deneylerde sıcaklık, soğutma süresi ve plastik parça üzerinde oluşan çarpılma miktarları incelenmiştir. Baskı denemeleri sonucunda şekil uyumlu soğutma kanalı kullanımı ile soğuma süresi %22 oranında kısalırken çarpılma miktarı ise %50 oranında azalmıştır. Yapılan bu çalışma ile şekil uyumlu soğutma kanalı bulunan plastik enjeksiyon kalıbı düşük maliyetli bir yöntem kullanılarak üretilmiş, üretim hızı ve ürün kalitesinde artış sağlanmıştır.