GAZ YARDIMLI ENJEKSİYON KALIPLAMA

Basınç kontrolü
Sistemde istenilen çalışma basıncını sağlayacak ve gaz doldurma evresi boyunca kalıptaki istenilen düzeyde
basınç değerini, sürekli olarak koruyacak bir komprosörün kullanılması, basınç kontrol işlemi olarak
bilinir. Bazı sistemler iki veya daha fazla basamakta basınç profilinin oluşumuna izin vermektedirler. İki farklı
basamaktaki basınç profili genellikle çoğu uygulamalar için elverişlidir. Hacim kontrolü Bir silindir ve piston elamanına sahip ve istenilen ölçüde piston kolunun değiştirilebilmesine müsaade eden sistem hacim kontrol işlemi olarak bilinir. Bu sistem gaz enjeksiyonuna öncelik tanıyan silindiri ön basınç altında tutar. Gaz enjeksiyonu sırasında silindirde bulunan gaz piston vasıtasıyla silindirin dışına doğru itilir, bu esnada dışarı itilen gaz kalıbın içine doğru ilerleyecektir. Parça içine gönderilen gaz basıncı doğrudan kontrol edilemez ve bu yöntemin kullanılmasıyla değişkenlik arz eder. Gaz salınışı ve geri kazanımı Parça içindeki gaz kalıbın açılmasında öncelikle dışarı salınmalıdır. Gaz ya doğrudan atmosfere ya da yeniden kullanılmak üzere geri kazanılabilir. İşlem Mekaniği Gaz yardımlı enjeksiyon kalıplamada işlem sırası daha önceki kısımda verildiğinden burada işlemler hakkındaki bilgi yerine bu işlemler esnasındaki olayların parça üzerine
etkileri hakkında bilgi verilecektir. Düşük Direnç Yolu Gaz kabarcığı düşük direnç yolu boyunca ergiyiğin
merkezinde hareket eder. Bu yol daha düşük basınçlarla ve daha yüksek sıcaklıklarla belirlenir. Daha düşük basınç alanları ergiyiğin önündeki bölge, akış kesit alanı ve polimerin enjeksiyon yapıldığı yolluğun pozisyonu
tarafından belirlenir. Daha yüksek sıcaklık alanları ise kalın bölgelerin merkezlerinde, yüksek gerilme bölgelerinde ve kalıp sıcaklığındaki artarak değişmelerin sonucu olarak meydana gelir. Ayrıca, daha yüksek
sıcaklıklar daha düşük viskozitelerle sonuçlanır. Birincil gaz delmesi sırasında, yer değiştiren polimer kalıbının
boş bölgelerine kolaylıkla akabildiği yerlerde, gaz kabarcığı sadece parça alanı içerisini doldurur. 50
Gaz Yardımıyla İstifleme Gaz yardımıyla kalıplamada, istifleme basamağı sırasında gerekli basınç, standart enjeksiyon kalıplamadaki gibi sonsuz vida ile değil, gaz kabarcığı tarafından sağlanır. Basınç gaz kabarcığı boyunca üniformdur ve kabarcık tüm oyuk boyunca baştan başa dağılır. Bu ise katılaşma sırasında oyuğun yaklaşık olarak uniform bir basıncı koruduğu anlamına gelir. Geleneksel enjeksiyon kalıplamada, yüksek viskoziteli reçine içerisinde basınç uniform olarak dağılmadığından dolayı uniform olamayan gerilmeler olmaktadır. Bu durum Şekil 3'de açıkça görülmektedir. Bu şekil üzerinde gaz yardımlı enjeksiyon kalıplamadaki basınç düşüşü ile standart enjeksiyon kalıplamadaki basınç düşüşü birbiriyle kıyaslanmıştır. Şekilde görüldüğü gibi standart enjeksiyon kalıplamada gerekli olan basınç, gaz yardımıyla enjeksiyon kalıplamadaki gerekli olan basınçtan çok büyüktür ve standart enjeksiyon kalıplamada basınç uniform olarak dağılmamaktadır. Ayrıca bu şekil, iki enjeksiyon kalıplama yöntemi arasındaki ekonomik farkı da gözler önüne sermektedir. Şekilde görüldüğü üzere, gaz yardımıyla enjeksiyon kalıplamada gerekli olan kalıp, standart enjeksiyon kalıplamada kullanılan kalıp kadar yüksek basınca dayanıklı olması gerekmemektedir ve gaz yardımıyla enjeksiyon kalıplamada polimerin kalıba enjeksiyonu için gerekli olan basınç, standart enjeksiyon kalıplama ile kıyaslandığında, oldukça düşüktür. Yüksek basınç ve yüksek basınçlara dayanıklı kalıpların tasarımı üretim maliyetini artıracaktır. İstifleme esnasında büzülmelerden sonuçlanan hacim
azalması için ve ergimiş polimerin sıkıştırılması için gaz delmesi olacaktır. Gaz yardımıyla istifleme metodu
yukarıda da belirtildiği gibi standart enjeksiyon kalıplamaya göre önemli bazı avantajlara sahiptir. Bu
avantajlar, a) Gaz kabarcığı sayesinde oyuk içinde uniform istifleme b) Daha sürekli istifleme (parça üzerinde polimerin enjekte edilen yerleri olmaması) Parça Performansı Parça Tipleri Gaz yardımlı enjeksiyon kalıplama ile kalıplanmış birçok parça iki kategoride incelenebilir. a) İçi boş kanallar b) Açık kanallar
İçi boş kanallı parçalar İçi boş kanallı parçalara örnek olarak, tüpler, hareketsiz kollar, kapı kolları ve çerçeveler gösterilebilir. Bu parçalar sadece tek kalın bir bölgeden veya içerisinde gaz delmesi olan tek bir kanaldan ibarettir. Genel olarak böyle parçaların üretilmesi, işlem için en kolay olanıdır. Çünkü gaz açıkça belirlenebilen bir yola sahiptir ki gaz rahatlıkla yayılır ve ince duvar kalınlık alanları oluşturmaz ve işlem sonunda gaz serbest kalır. Açık kanallı parçalar Açık kanallı parçalara kapaklar, paneller, raflar ve
sedirler (oturulacak parçalar) örnek olarak verilebilir. Bu parçalar içinde boydan boya uzayan ve kaburga kemiğine benzeyen kanallar içeren ince duvarlardan ibarettir. Bu tür parçaları tasarımlamak ve üretmek daha zordur. Çünkü gaz parçanın ince cidarları içini deler. Bu olay parmaklaşma olarak bilinir. Yapısal Performans
Yapısal performansın iki önemli kategorisi sertlik ve dayanıklılıktır. Her ikisi de parça geometrisine, malzemeye, yükleme şartlarına ve sınırlayıcı şardara bağlıdır. Parça sertliği uygulanan kuvvet altında eğilmeye
karşı parçanın direncinin ölçüsü olduğu halde, parça dayanıklığı parçanın yük taşıma kapasitesinin bir
ölçüsüdür. Gaz yardımlı enjeksiyon kalıplama parça geometrisine bağlı olan parça sertliğini ve dayanıklığını
etkiler. Parça Tasarımı Gaz yardımlı enjeksiyon kalıplama için tasarımı yapılan bir parçada şu önlemli unsurlara dikkat etmek gerekir.
a) Parça içinde baştan başa uygun bir düzende gaz kanalı elde edilmelidir. b) Polimer parça içerisine eşdeğer olarak dolmalıdır.c) Parçaya göre kanal boyutu uygun olmalıdır. Bu unsurlara dikkat edilerek dizaynı yapılan parçalarda iyi bir istifleme ve iyi bir ürün elde edilebilir. Gaz Kanalı Düzeni Kalıp içerisindeki gaz kanalının düzeni gaz kanallarının ve gaz nozulunun konumun belirlenmesini gerektirir. Ayrıca gaz kanalı ile gaz nozulu kulllanılan döküm aralığı veya gaz geçidi ile de alakalıdır. Bu yöntem özellikle mühendislik termoplastik reçineleri için önemlidir. Bu yüksek performanslı reçinelerle üretilen parçalarda hacim küçülmesi düşüktür. Buda parça tasarımına bağlı olan birincil gaz delmesinin, Eğri bir kanal içinde hareket eden gaz eğri içinde mümkün olan en kısa yolda akmaya meyillidir. Bu bilgi, keskin köşeli parçalarda uzun gaz kabarcığı iç tarafa doğru yöneleceği ve bunun sonunda da düzensiz bir kalınlık dağılımı olacağı anlamına gelir. Bu nedenle keskin köşeli parçalardan sakınılır ve yarıçapla ifade edilebilen kavisli parçalar kullanılır. Bu durum Şekil 4'de açıkça görülmektedir.

DİŞLİ EVOLVENT PROFİLİ ve YÜZEY PÜRÜZLÜLÜĞÜNÜN ÖLÇÜLMESİ

İmal edilen dişlilerin evolvent profilinin ve basınç açısının kontrolü, Şekil 4'de görülen, Kayseri TAKSAN A.Ş. deki kalite kontrol laboratuvarında bulunan; minimum ayarlanabilir temel dairesi çapı 20 mm, maksimum ayarlanabilir temel dairesi çapı 600 mm, maksimum diş üstü çapı 650 mm, minimum diş 46 büyüklüğü 0.5 mm(modül), maksimum diş büyüklüğü 20 mm(modül), helis açısı 0° ila 60° (ß=0°...60°), kaydedici ünitenin hata büyütme oranı 250, 500,1000 ve 2000, temel dairesini okuma hassasiyeti 0.001 mm, helis açısını okuma hassasiyeti 1 saniye, maksimum dışlı ağırlığı 500 kg., iki punta arası maksimum kızak hareketi (dikey olarak) 150 mm, hareketli ucun maksimum ayarlanabilir mesafesi 250 mm ve harekedı ucunun maksimum hareket alanı 400 mm olan SP 60 Marka İstikamet ve Profil Kontrol Cihazın (Gear Test­ing Machine) da kontrol edildi. Silindirik düz dişlilerin açılmasında, özel dişli açma tezgahında (ZFTK 250/ 1 Azdırma tezgahı), azdırma çakısı, normal freze tezgahında modül çakısı ve dikey işleme merkezi CNC Freze tezgahında ise parmak freze çakısı kullanılarak açılan üç adet silindirik düz dişlinin imalat hassasiyetleri, Rus yapımı M336 tip bir modül kumpası ile, yüzey pürüzlülükleri Mitutoyo Surftest 301 yüzey pürüzlülük ölçme aleti ile ve dişli kontrol uzunlukları da kontrol aralığı 25-50 mm, hassasiyeti 10"3mm olan Mitutoyo marka dijital bir dişli mikrometresi ile Tablo 1. İmal Edilen Silindirik Düz Dişlilerin Dış Ölçüleri ölçülerek, azdırma tezgahında açılan dişli referans alınarak mukayeseleri yapıldı. İmal edilen dişliler, imalat ölçüleri ve hassasiyet bakımından incelendiklerinde, referans dişlisi olan ve ZFTK 250/1 azdırma tezgahında açılmış olan dişlinin imalat ölçüleri (St, S0, S ve h^), dişli kontrol uzunluğu (L ), modül freze çakısı ile freze tezgahında açılan dişliler ile CNC freze tezgahında parmak freze çakısı ile açılan dişlilerin ölçüleri karşılaştırılmışar. CNC freze tezgahında parmak freze çakısı ile açılan dişlilerin ZFTK 250/1 azdırma tezgahında açılmış olan dişlilere göre daha hassas ve normal değerlere yaklaştığı görülmüştür. Bu sonuçlar Tablo l'de verilmiştir. Aynı dişliler yüzey kaliteleri bakımından karşılaşürüdıklannda, CNC freze tezgahlarında parmak freze çakısı ile açılan dişlilerin yüzey kalitelerinin daha hassas olduğu görülmüştür. Yüzey kalitesi ölçüm sonuçlan Tablo 2'de, bu sonuçları veren grafik de Şekil 6'da verilmiştir. Bu sonuçlarda, CNC tezgahlarının yüksek devirlerde çalışabilmesi ve 10 3 hassasiyetine sahip olmasının etkili olduğu düşünülmektedir. Aynca, Azdırma tezgahı ve freze tezgahlarında kullanılan kesici takımlann boyutlarından dolayı düşük devirlerde çalışma zorunluluğu, bu tezgahlar için bir sınırlılık teşkil etmektedir.imalat sürelen bakımından mukayese yapıldığında, CNC freze tezgahlannda açılan dişliler azdırma tezgahı Şekil S.İmalotı Yapılan Düz Dışlının Dış Boyutları Tablo 2. Dış Yüzeylerinde Ölçülen Yüzey Pürüzlülükleri ve freze tezgahında açılan dişlilere göre 1..2 saat daha uzun zamanda açılmaktadır. Fakat azdırma ve freze tezgahlarında açılan dişlilerin imalattan sonra taşlanmaları gerektiğinden, imalat süresi üstün bir özellik olarak düşünülmemelidir. CNC freze tezgahlarında 10"J mm hassasiyetinde bir yüzey kalitesi elde edilebildiğinden CNC freze tezgahlarında açılan dişlilerin, ikinci bir işlem olarak taşlanmalarına gerek kalmamaktadır. İmalat sürelerineıait sonuçlar aşağıda Tablo 3'de verilmiştir.Bu çalışmada, dişlilerin diş dibi eğrilik yarıçapı direk olarak kullanılan parmak freze çakısının yarıçapı ile aynı yuvarlanma yarıçapına eşit olduğundan diş dibi eğrilik yarıçapı parmak freze çakısının yarıçapı kadardır. Bu değer açılacak olan dişlinin modülüne bağlı olarak değişmektedir.

CNC Tezgahlar Klasik Torna Tezgahlarını Rafa Kaldırıyor.

 Kesici Takım Malzemeleri Bir kesici takımın sahip olması gereken en önemli özelliklerinden biri talaş kaldırma işlemi sırasında oluşan yüksek sıcaklıklara karşı sertliğini koruyabilmesidir. Takım malzemesindeki gelişimler yüksek sıcaklıklarda sertlik kaybı olmaksızın kesme şartlarını koruyabilen daha iyi kesici takımları ortaya çıkarmıştır. Şekil 4.1 ' de görüldüğü gibi 1900 'lü yıllarda 100 dakikada
işlenebilen alaşımsız çelikten bir ürünü, 1980'ların başında gelişen takım malzemeleri ile l dakikada işleyebilme mümkün olmuştur.
Şekil 4.1 İşleme performansının zaman içinde değişimi Kesici takım malzemesinden istenilen özellikler şu şekilde özetlenebilir.  Yüksek sertlik  Yüksek bası ve eğilme mukavemeti, tokluk  Yüksek sıcaklıklara karşı kesici kenar mukavemeti, aşınmaya dayanıklılık  Kabuklanmaya ve difüzyona karşı dayanıklılık  Isı birikiminin önlenmesi için yüksek ısı iletkenlik katsayısı  Düşük maliyet  Uzun ömür CNC tezgahlarda en çok kullanılan takım malzemeleri sinterlenmiş karbür (Tungsten karbür gibi), seramikler, CBN ve çok kristalli elmaslardır. Sinterlenmiş karbürler CNC tezgahlarda kullanılan en popüler kesici takım malzemesidir. Bu kesicinin performansı kullanılan ana malzemenin sertliğinden gelir. BAÜ. MMF. Makina Müh. Bölümü Doç.Dr. Ali ORALCNC Takım Tezgahları Ders Notları Doç.Dr. Ali ORAL
50

Karbürler; toz halinde imal edilip kobalt gibi diğer toz malzemelerle karıştırılıp kalıplar içinde
sıkıştırılır ve yüksek sıcaklıkta gözeneksiz yoğun bir yapı elde etmek için kaynamaya bırakılır. Bu işleme sinterleme denir. Tungsten titanyum ve tantalium karbürler çok serttirler. Yüksek kesme hızlarına erişilebildiği için sinterlenmiş karbürler kullanıldığında daha iyi yüzey kalitesi elde edilir ve takınım üst yüzeyine talaş yapışma olasılığı da azalır. Az miktarda talaşın takımın üst yüzeyine yapışması doğaldır ve buna "yığma kenar" denir. Yüksek hız çeliği (HSS) takımların bozulmasının en büyük nedeni budur. Sinterlenmiş karbürler HSS 'den daha kırılgan olduğundan daha sağlam bir şekilde bağlanmalıdır. Karbür takım uçların çoğu kesme, işlemi sırasında daha büyük kuvvetlere karşı koyabilmek amacıyla "negatif kesme açısına" sahip olacak şekilde bağlanırlar. Şekil 4.2'de pozitif ve negatif kesme açıları verilmiştir. CNC uygulamalarında kullanılan sinterlenmiş karbür takım malzemelerinin çoğunluğu
kaplamalı tiptir. Kaplamasız çeşitleri, kesintili kesme karakteristiklerinden dolayı frezeleme
işlemleri için daha uygundur.
Şekil 4.2 Pozilif ve negatif takım kesme açıları