Bir kalıbın verimliliği, kalıbı oluşturan sistemlerin verimliliği ile belirlenir. Kalıplar çok hızlı çalışmalarına rağmen sık sık bakım ve onarım için durdurulurlar. Bu durumlarda ürün alamadığımız için, üretim maliyeti en yüksek seviyededir. Normalden yavaş çalışan kalıplarda, ürün maliyetini artıracağı için tercih edilmezler. Plastik enjeksiyon kalıpçılığındaki her bir ünite için aynı şey söylenebilir.

Bir kalıp, yolluk sistemi, itici sistemi, soğutma sistemi ve mekanik aksamların (maçalar v.b.) bir araya gelmesiyle oluşur.

Dengesiz ve hatalı bir yolluk sistemi tasarımı sonucu, soğuk yolluk her baskıda, kalıp içerisinde kalıyor ve makine operatörünün yolluğu elle alması gerekiyorsa, kalıp çevrim süresi uzayacak, kalıp verimliliği düşecektir.

Ya da mükemmel tasarlanmış yolluk sistemi olmasına rağmen, kalıp soğutma sisteminin yetersizliği, kalıp sıcaklığının kısa zamanda alınmasını sağlayamayacak ve yine çevrim süresi uzayacaktır. Soğutma sistem tasarımının, homojen olmaması, kalıbın her bölgesinin, eşit sıcaklıkta tutulamaması, kalıptan çıkan ürünün istenmeyen şekilde çarpılmasına neden olacak, hatalı ürün sayısı artacak ve kalıp verimliliği düşecektir.

Uygun olmayan bir itici sistemi tasarımı yüzünden, sık sık kırılan itici pimler de, üretimin aksamasına ve kalıp veriminin düşmesine sebep olur.

Bir kalıbın verimliliği, içerdiği tüm sistemlerin verimliliğine bağlıdır.

İyi bir kalıpçı toplam verimlilik oranını %80'in üzerinde tutabilmeli ve bu oranı %90'ın üzerinde çekmeyi hedeflemelidir.

KALIP NEREDE VE NASIL ÇALIŞTIRILMALIDIR?

ÇEVRE ŞARTLARI

İdeal çalışma şartlarının altında çalışan kalıplara baktığımızda, (fakat bu tipik bir olay değildir); kalıp çevre sıcaklığı soğuktan sıcağa; ortam havası, kurudan nemliye, çevre temizliği, temizden tozlu ve kirli ortama doğru sürekli değişir.

Bu şartlardan herhangi birisindeki ani değişiklik, kalıplama verimini önemli ölçüde etkilemektedir. Yüksek rutubet kalıbın paslanmasına ve kalıp sıcaklığında istenmeyen değişikliklere sebep olarak, çevrim süresinin uzamasına ve hatta makine operasyonlarının da kötü etkilenmesine yol açabilir.

Bir örnek verelim:

Aşağıdaki resimde görüldüğü gibi, bir plastik fabrikasında, aynı özelliklere sahip 8 adet plastik enjeksiyon makinesi, paralel olarak yerleştirilmiştir. Bütün kalıplar birbirlerine benzer yapıda ve hemen hemen aynı ebatlardadır.

Resim 1: Paralel dizilmiş 8 adet plastik enjeksiyon makinesi

Neden kaynaklandığı bilinmeyen bir sebepten sık sık duran son makinenin dışındaki bütün makineler, hiç problemle karşılaşmadan çalışmaktadırlar. Yapılan kontroller sonucu makinedeki problem enerji sistemindeki dalgalanmalardan kaynaklandığı ve bunun sonuncu olarak soğutma sistemi gibi bir çok ünitede istenmeyen hatalar oluşmasına yol açtığı görülmüştür. Son makine kapatılmıştır.

İşçiler fabrika kapısını açarak, havalandırma sisteminin verimini düşürmüştür. Açık olan kapıdan giren soğuk hava, içerideki havalandırma sistemini olumsuz yönde etkilemek için yeterli miktardadır. Hata tespit edildikten sonra bu kapı sürekli kapalı tutuldu ve bir daha bu makinede bir problemle karşılaşılmadı.

Başka bir örnek:

Kalıp ve makineler mükemmel bir şekilde çalışıyor fakat ara sıra, ürün yüzeyinde lekeler ve kabarcıklar oluşuyordu. Yapılan araştırmalar, havadaki nem oranının artığını göstermiştir.

Kalıp açma zamanın uzun olduğu kalıplarda, bu nem partikülleri, kalıp yüzeylerine yapışmaktadırlar. Havanın rutubetli olduğu dönemlerde, kalıp açma zamanı 2s ve üzerindeki kalıplarda, rutubet partikülleri, soğuk olan kalıp çekirdekleri üzerinde yoğunlaşarak, küçük damlacıklar oluşturmaktadır. Damlacıklar ürünün ön yüzeyinde, hava boşluğu şeklinde görüntüler oluşturmuştur.

Kalıp soğutma suyu sıcaklığını artırılmasıyla, kalıp çekirdek sıcaklıklarının, çiğ noktasının üzerinde tutulması sağlanmış ve problem çözülmüştür. Bunun sonucu çevrim süresi biraz uzamış fakat sürekli ve hatasız üretim sağlanmıştır.

PASLANMANIN ÖNLENMESİ

Kalıpların korozyona karşı nasıl korunacağına karar vermek önemlidir. Bu kalıp maliyetlerini etkilemektedir. Çok yaygın bir yaklaşım, kalıplar depoya kaldırılmadan önce kalıp yüzeylerine, kalıp koruyucu veya silikon sıkmak yada temiz makine yağı ile yağlamaktır . Kalıpların dış yüzeyleri, yağlı boya ile boyayarak, yüzeylere hava ve su temas etmesi engellenmektedir.

Diğer bir çözüm ise, kalıp çekirdeklerini krom oranı yüksek malzemelerden yada paslanmaz çeliklerden yapmaktır. Bu yöntemin kalıp maliyetini artırdığını unutmamak gerekir.

Başka bir yöntem kalıp plaka ve yüzeylerinin, elektro-nikel ile kaplanmasıdır. Bu yöntemde plakalar tamamen nikel ile kaplanır. Nikel soğutma kanallarına kadar nüfuz etmesine karşın, derin soğutma kanallarının en iç noktalarına ulaşamayabilir. Nikel kaplamasının 70Rc sertliğinde olmasına rağmen, kalınlığı çok ince olması sebebiyle, çizilmelere ve darbelere karşı fazla dayanlıklı değildir.

Beklide en iyi yöntem kalıp çekirdeklerini paslanmaz çelikten yapmaktır. Paslanmaz çelikler, diğer çeliklere göre biraz daha pahalıdırlar. Unutulmamalıdır ki, kalıp uzun süre çalışmadığında, korozyonu önlemek için ve kalıp korozyonlandıktan sonra, korozyonu temizlemek için yapılan masraflar, paslanmaz çeliğe harcanan maliyetten daha fazladır.

Kalıp depoya uzun süre için kaldırılacaksa, kullanılmadığı zamanda güven içinde korunabilmesi için, elekto-nikel yada krom kaplama yapılmalı ve bunların maliyetleri de göz ardı edilmemelidir.

Her zaman kalıp malzeme seçimi, kalıp malzeme maliyetinin, toplam maliyete oranını düşünerek yapılmadır.

PVC gibi korozif özelliği yüksek plastikleri kalıplamak için, kalıp çekirdek malzemeleri her zaman krom oranı yüksek çelikler yada paslanmaz çeliklerden seçilmelidir. Yüksek sertlikte paslanmaz çelikler, fiyatları yüksek olduğu halde, kalıp çekirdekleri ve maçalarının yapımında yaygın olarak kullanılırlar.

Diğer bir çözüm yolu da, kalıp depolarındaki hava şartlandırıcıları sayesinde, ortamdaki rutubeti en aza indirmektir. Bazı modern plastik atölyeleri bu ekipmanlara sahiptir, bu da ilave maliyet demektir.

Ara sıra makine ve kalıbı, portatif nem giderici örtülerle sararak, hem mevcut rutubeti almak hem de çevredeki rutubetle temasını kesmekte fayda vardır.

SOĞUTMA ÜNİTESİ

Soğutma ünitesi seçiminde, sistem kalitesi, sistem nicelikleri ve soğutma suyu basıncı hesaplanmalıdır. Soğutma suyu akış hızı, türbülans oluşumuna sebep olmayacak düzeyde olmalıdır. Türbülanslı akış, litre başına soğutmanı düşürür.

MEVCUT SOĞUTMA ÜNİTESİ, ENJEKSİYON ATÖLYEMİZ İÇİN YETERLİ Mİ?

Enjeksiyon atölyemiz için, yeterli soğutma suyu akışı ve basıncı elde edemiyorsak, pahalı ve ayrıntılı bir soğutma sistemi tasarımı yapılmasına gerek yoktur. Daha ekonomik yöntemler de mevcuttur.

Makine sayılarını artırdığı halde, soğutma sistemi kapasitesini artırmayan firmalar vardır. Sonuçta yeterli soğutma sağlanamadığı için kalıplar daha yavaş çalışmaktadır.

İyi soğutma, sadece soğutma suyu sıcaklığına ve dakika başına kalıp içerisinden geçen soğutma suyunun hacmine bağlı değil, önemli ölçüde kalıptaki soğutma sistemi tasarımına da bağlıdır. Dakikada kalıp içerisinden geçen su miktarı, soğutma suyu kanalları dağılımına ve soğutma suyu giriş ve çıkışlarındaki basınç farklarına bağlıdır.

SOĞUTMA SUYU TEMİZ Mİ?

Resim 2: Paslanmış ve kireçlenmiş soğutma ünitesi elemanları

Soğutma suyu oksitlenme yaparak, kanallar arasını zaman içerisinde çürütmektedir. Paslanmaz çelik kullanmak bize avantaj sağlayacaktır. Soğutma suyu kireç ve kirlerden arındırılmış olmalıdır. Su içerisinde bulunan kir ve kireç zamanla, soğutma kanallarının köşelerinden ve birleşme yerlerinde birikmeye başlayarak, tıkanmalarına sebep olur. Özellikle soğutma kanal çapları küçükse ve soğutma kanalları kalıp içerisinde çok fazla dolaşıyorsa, zaman içerisinde önce kanal çaplarının azalması ve daha sonra tıkanması kaçınılmazdır.

Böylesi kötü şartlar içerisinde de, beklide ilk aylarda, kalıp çalışması ve ürün, memnun edici bir kalitede olabilmektedir. İlerleyen zamanlarda soğutma kanallarının yavaş yavaş tıkanması ile, kalıp soğutma verimliliği giderek düşecek, kalıp çalışması yavaşlayacaktır.

Soğutma kanallarının tıkanması, daha sık kalıp bakımı gerektirir ve kalıp bakım süresinin uzamasına ve gereksiz maliyet artışına sebep olur.

Pas ve kireç, izolatör görevi yaparak, kalıp sıcaklığının, soğutma suyuna aktarılmasını güçleştirir.

Soğutma sistemi verimlililiğini artırmak için, soğutma kanalları içerisindeki tortu ve kireçlenmelerin önüne geçmek gereklidir.