Enjeksiyonla kalıplamada işleme parametrelerinin katılaşmış katman oluşumuna etkisi

The effect of the processing parameters on frozen layer formation in injection molding

Özet

Plastik ürünler enjeksiyonla kalıplama yöntemi ile üretilirken, kalıp boşluğuna giren ergimiş sıcak plastik, soğuk kalıp duvarlarına temas anında sıcaklığını kaybederek katılaşmaktadır. Katılaşan katman kalınlığı, akış direnci üzerinde çok önemli bir etkiye sahiptir. Aynı zamanda ergimiş sıcak plastiğin viskozitesi, sıcaklığın düşmesi ile üstel (exponential) olarak artmaktadır. Ayrıca, katılaşan katman kalınlığının artması, akışın gerçekleştiği kesiti de daraltmaktadır. Daralan kesitten akan plastik miktarının azalması sonucu, kalıp boşluğunun tam dolmaması eksik ürün kalıplanmasına veya gereğinden fazla enerji tüketimine neden olmaktadır. Bu çalışmada, A.Y.PE (Alçak yoğunluklu Polietilen) malzemesinin kalıplanması sırasında enjeksiyon hızı, ergiyik sıcaklığı ve kalıp sıcaklığı gibi parametrelerin katılaşan katman oluşumuna etkisi sonlu elemanlar yöntemi ile sayısal olarak analiz edilmiştir. Analizlerde Moldflow yazılımı kullanılmıştır. Enjeksiyon hızı, kalıp sıcaklığı ve ergiyik sıcaklığındaki artışın katılaşan katman oluşumunu azalttığı tespit edilmiştir.

Abstract

In the production of the plastic parts by the injection molding method, the molten hot plastic loses the heat when it touches to the cold mold wall and freezes. The frozen layer thickness has a very significant effect on the flow resistance. At the same time, the viscosity of the molten plastic exponentially increases with decreasing temperature. As a result of the decreasing of the molten plastic flow through the narrow mold gap, the whole of the mold cavity can not be filled or the consumption of the energy increases. The thickness of the flow layer is also reduced as the thickness of the frozen layer increases. In this study, during the molding of the L.D.PE (Low density Polyethylene) material, the effect of the injection velocity, the melt temperature and the mold wall temperature on frozen layer formation is numerically analysed using finite element method. In the analysis the Moldflow software is used. It is determined that increasing of the injection velocity, melt temperature and mold wall temperature cause the decreasing of the frozen layer.