Polimer Doldurma Dengesi

Birincil gaz delmesi sırasında gönderilen gaz kabarcığı kalıptaki polimeri oyuk içerisindeki boş alanlara doğru
taşımak zorundadır. Bu nedenle, çoklu gaz kanalları olanhacim küçülmesine bağlı olarak meydana gelen ikincil gaz delmesine baskın olduğu anlamına gelir. Tasarımın ana amacı kalıp boşluğundaki doldurma yollarının döşenmesidir. Kısa süreli doldurma basamağından sonra, meydana gelen düşük basınç noktalan her bir kanalın sonuna yakın bölgelerde meydana gelir. Bu durumda temel dizayn unsurları oyuk içine doldurma şeklini tayin eder. Bu ise gaz kanalı boyunca minimum direncin olduğu yolun belirlemesine yardımcı olur. Kalıp boşluğundaki ekstra kanallar doldurma yollarını karıştırabilir. Geniş yüzeyli ve ince duvarlı bölgeleri bulunan parçalar ince duvar içine doğrudan bağlanmış polimer kapılarına sahip olmalılar. Bu ise ince duvar alanlarının ve çoğunlukla en son doldurulan alan olarak kabul edilen kanal sonlarının doldurulmasını sağlar. Böylece kanal sonlarında boşluk kalma olasılığı ortadan kalmış olur. Kanallar ergiyik akışı yönünde bir doğrultuya sahip olmalıdır. Kanal içindeki zikzaklar parça içindeki akışı artırmak bir yana aksine zorlaştıracaktır ve bu ise parmaklaşmaya yol açacaktır. İzmir Torna
parçalar için, gaz kanalının dengeli bir şekilde doldurulması gereklidir. Eğer bazı gaz kanalları diğerlerinden daha erken dolarsa, gaz kanalı içinde zayıf gaz delmesi oluşacaktır (Şekil 5a). Gaz kanallarının boyudandırılması uygun bir şekilde doldurmanın bir yolu olabilir. Örneğin, polimerin giriş yerlerine yakın gaz kanalları daha küçük olmalıdır. Çünkü bunlar doğal olarak daha erken dolacaklardır. Polimerin giriş yelerinden uzak kanallar, doldurma dengesi için daha geniş olmalıdırlar. Boyudandırılan kanal içindeki dengeli dolma, sadece kısmi bir etkiye neden olur. Ancak, böyle durumlarda akışı dengelemek için çoklu polimer geçideri (giriş yerleri) ilave edilebilir (Şekil 5b). Dolan kalıbın analizi, doldurma modelini değerlendirmede faydalıdır. O zaman, gaz kanak boyudan analitik olarak dengeli bir akışı sağlamak için daha kolay bir şekilde ayarlanabilir. Gaz Kanalının Boyutu ve Geometrisi Gaz kanalının boyutu parça tasarımı ile önemli oranda
değişir. Kanal boyutunun duvar kalınlığına olan oranı2/1, kanal boyutunun alt sınırı, olarak tipik bir şekilde kullanılır. Bununla beraber, üst sınır değeri ise parça geometrisine ve parça içindeki kanalların pozisyonu bağlıdır (Şekil 6). Geniş kanallar, ince duvar kalınlığı komşuluğunda doldurulmamış alanlar bırakan, polimerin geri çekilme problemini sergilerler. Bu etkiyi minimuma .indirgemek için, önerilen yaklaşım istenen duvar kalınlığının 2.5 katı kadar bir kanal ile çalışmaktır. Bu boyuttaki kanallar, gaz yardımlı enjeksiyon kalıplamada oldukça faydalı sonuçlar vermektedir. Daha büyük dayamklık ve serdik gerektiren parçalar gaz kanalına ya da duvara çubuklar ilave edilerek dizayn edilebilir. Kaburga çubukları parçaya gaz kanallarından daha etkili bir yapı sağlar ve daha geniş kanallarda meydana gelen 'flow-leader effect' herhangi bir etkiye sahip olmaz.

CNC ve Torna Tezgahı Arasındaki İlişki

İkinci patent ise Comton [2] tarafından geliştirilmiş olup Cross Şirketi’nce (ABD) kullanılmaktadır. Burada kesici takımın hareketi tek bir DC motorla sağlanarak tornalama yapılmakta; iş parçasının dönel konum bilgileri kontrol ünitesine aktarılarak motor kontrolu sağlanmaktadır. İş parçasına ait dönel konum bilgileri ile
kesici takımın z-ekseni boyunca olan hareket bilgileri CNC kontrol ünitesi tarafından değerlendirilerek gerekli denetleme sağlanmaktadır. Kesici takımın x-ekseni yönündeki hareketinin kontrolu, bu hareketi sağlayan DC motorun pozisyonunun ve hızının kontroluyla yapılmaktadır. Sonuncu patent ise Cudini [3] tarafından geliştirilen ve yine Cross Şirketi’nce kullanılan diğer bir tezgaha aittir. Bu tezgahın bünyesinde, işlenmesi gereken pistonları yerleştirildiği iki ayrı tutucu ve her bir piston için, ayrı ayrı, DC motor f r Rmax
Şekil 1. Tornalama sonucunda kalemin bıraktığı yüzey geometrisiY. Usta vd. Torna Tezgahlarında Oval Kesme Yapacak Hidrolik Düzenek Geliştirilmesi 4 Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Der. Cilt 18, No 3, 2003
tarafından hareket ettirilen kesici takımlar yer almaktadır. Bu tezgahla pistonun üzerindeki segman kanalları da açılabilmektedir. Piston tornalama için yüksek kesme hızları ve buna bağlı olarak yüksek frekansta
kesici takım hareketleri gerekmektedir. Bunu sağlayabilecek mekanizmalardan birisi de piezoelektrik genleşici sistemidir. Bu sistemler küçük genliklerde hareketi gerçekleştirebildiklerinden piston tornalamada da kullanımlarının mümkün olduğu görülmektedir [4]. Piezoelektrik genleşici’nin diğer takım tezgahlarında da hassas konum kontrolunu sağlayabilmek amacıyla kullanılabileceği yapılan çalışmalardan anlaşılmaktadır
[5,6].
Yurdumuzda oval tornalama yapabilmek için bir çalışma da ODTÜ’de yapılmıştır [7]. Bu çalışmada da piezoelektrik genleşici kullanılmıştır. Geliştirilen sistemde 5 Hz’e kadar (150 d/dk iş parçası dönme hızı) kalem hareketlerinin mükemmel, yani konum hatasının ±5 µm civarında olduğu, bundan sonra ise genlik azalmasıyla birlikte yüzey profilinde de bozulmaların arttığı ve deneylerin yapıldığı maksimum
iş parçası hızı olan 850 d/dk’da konum hatasının %40’ı aştığı görülmektedir. Piezoelektrik ünitesi CNC torna tezgahının taretine montaj edilebilecek şekilde tasarlanmış ve hataların giderilebilmesi için daha güçlü bir piezoelektrik ünitesinin gerekliliği belirtilmiştir. Bu çalışmada geliştirilen hidrolik tahrikli oval tornalama düzeneği konvansiyonel torna tezgahlarında kullanılabilecek şekilde tasarımlanmıştır. Tasarımı, imalatı ve
testleri yapılan sistemin klasik tornada kullanımıyla, tezgah-ekipman maliyetinin düşmesinden dolayı daha ucuz piston üretiminin yapılabileceği düşünülmüştür. Ancak oval tornalama işlemi ayrı bir operasyon olarak gerçekleştirileceğinden, operasyon geçişi sırasındaki bağlama sökme zamanı ve diğer beklemeler maliyeti
etkileyeceğinden, birden çok operasyonun yapılabileceği CNC tezgahı taretine de
yeterli boyutlarda bir oval tornalama mekanizması yerleştirilebilir