Mustafa Kurt, M.Ü. Teknik Eğitim Fakültesi
Ömer Şaban Kamber, İhlas Ev Aletleri A.Ş.
Oğuz Girit, M.Ü. Teknik Eğitim Fakültesi
Ekim 2005, İstanbul

Not: İlk defa TurkCADCAM.net Dergisi 1. sayısında (Ocak-Şubat 2006) yer alan bu makale, Ekim 2008'de TurkCADCAM.net Portalı'nda yayınlanmaya başlamıştır.

Günümüzde birçok sektörde; başta ev aletleri, ilaç sanayi, otomotiv, silah ve uçak sanayi sektörlerinde plastikler oldukça sık bir şekilde kullanılmaya başlanmıştır. Metal olarak kullanılan birçok parça; üretim kolaylığı, hız ve maliyet yönünden büyük avantajlar sağladığı için artık plastik malzemelerden üretilmektedir. İlerleyen teknoloji sayesinde birçok özelliklere sahip olan bir ürünün üretilmesinde iki ana faktör, plastikler malzemelerin özellikleri ve bu plastiklere şekil verecek olan plastik kalıplar önemli rol oynamaktadır.

Plastik kalıp tasarımı ve imalatı açısından rekabetin içerisinde olabilmek için, gelişen plastik teknolojisi göz önünde bulundurularak, değişen kullanım yerlerine uygun, daha hızlı, daha kaliteli ve daha ucuz maliyetli kalıplar yapmak zorunluluğu bulunmaktadır. Bu sebeple kalıp sektöründeki dünyadaki gerek akademik ve gerekse uygulama ile ilgili her türlü gelişmeyi takip etmek gerekir.

Bu çalışmada, ülkemizde tasarımı ve imalatı yaygın olarak yapılmayan dünyada ilk uygulamaları 1963 yıllarında olan ve stack mold adı verilen ardışık kalıp sistemleri ve ülkemiz kalıp sektörü için önemi incelenecektir.

1. Giriş

Birden fazla kalıbın arka arkaya eklenmesiyle birkaç kalıbın işlevini gören ve tek bir enjeksiyon makinesiyle çalışan daha verimli ve üretim kapasitesi daha yüksek kalıp sistemlerine Stack kalıp sistemleri denir. Bu sistemde 2, 3 veya 4 kalıp arka arkaya eklenebilir. Stack kalıpların dünya'daki ilk uygulamaları 1963 senesinde olmuştur. Caco Pacific Corporation adlı şirket 1963 senesinde sıcak yolluklu sistem ile çalışan stack kalıp imal etmiştir [11]. Stack kalıplar tek yüzeyli kalıplara nazaran imalatı daha kolay hale getirebilen bir kalıp tasarım şeklidir. Bir defada daha çok parçayı mevcut enjeksiyon makinesini kullanarak basabilen bu kalıp sistemi yüksek üretim hacimli parçalar için oldukça idealdir.

Tek yüzeyli standart kalıplarda göz adedini arttırmak veya büyük, derin parça basmak yüksek kapasiteli enjeksiyon makinesi gerektirecektir. Fakat stack kalıpta gözleri arka arkaya getirilerek iki boşluklu stack kalıp aynı makinede tek boşluklu makine gibi çalışabilir.

Stack kalıbın en basit şekli 2 yüzeyli stack kalıp denilen sistemdir. Bu sistemin çalışma prensibi iki kalıbın arka arkaya eklenmesi suretiyle 2 yüzeyli bir kalıp elde edilmesi şeklindedir. Bu sistemde erimiş plastik orta plakaya eklenmiş ana manifolda, uzatılmış bir meme çubuğuyla enjekte edilir. Manifold her iki yüzeyin gözlerini eşit zamanlı olarak besler.

Stack kalıpta eriyik orta plakadaki birincil manifolda enjekte edilir ve oradan da diğer sabit plakaların çekirdeklerine transfer edilir. Erimiş plastik orta plakaya geçtiği zaman ana sıcak yolluk manifoldu içindeki VMTS her iki tarafı da eş zamanlı olarak besler. Stack kalıp düzenlemesi diğer tek boşluklu kalıplara göre kalıpçılar için önemli bir avantaj sağlar. Bu sistemle ürün çıktı adedi iki katına çıkartılabilir. Kalıp göz boşluğunu arttırıp da daha büyük bir enjeksiyon makinesine ihtiyaç duymadan bu işlem gerçekleştirilebilir [2].

2. Stack kalıp çeşitleri

2.1. İki yüzeyli kalıplar

Aynı enjeksiyon makinesinde normal kalıba göre göz adedini 2'ye katlayarak 2 kat parçanın üretilmesini sağlar.
İki yüzeyli bir stack kalıp her iki tarafı işlenmiş bir orta plaka ve normal kalıplarda olduğu gibi tek tarafları işlenmiş plakalardan oluşur. Stack kalıpta erimiş plastik bir meme çubuğu veya VMTS denilen vanasız eriyik transfer sistemi ile orta plakaya iletilir ve oradan da diğer plakalara transfer edilir [2,15].

Şekil 1. İki Yüzeyli Stack Kalıp

İki yüzeyli stack kalıpların avantajları:

• Her bir enjeksiyon makinesinin verimliliğini arttırır.
• Böylece aynı üretim kapasitesinde gerekli olacak enjeksiyon makinesinin sayısını azaltır.
• Normal kalıpla stack kalıp kıyaslandığında aynı göz sayısı için kullanılacak enjeksiyon makinesinin tonajı daha düşük olabilir.
• Ölçü stabilizesi sağlar.
• Her bir göz kendi başına münferiden kumanda edilebilir.
• Her bir parça sıcak yollukla kumanda edildiği için daha kaliteli bir ürün üretilmesini sağlar.
• Firenin daha az olmasını sağlayarak malzemeden kar ettirir.
• Bütün gözlerin tüm özellikleri aynı olarak imalat yapılabilir.

Uygulama Alanları:

• Seri olarak imalatı çok yüksek miktarlarda istenen parçalarda (min. 1milyon/ay)
• İnce cidarlı ambalaj ürünleri
• Endüstriyel paketleme
• Yedek parça
• Çatal-bıçak-kaşık seti
• Tıbbi/Eczacılık
• Kapaklar

Fazla derin olmayan parçaların seri olarak basılmasına olanak sağlayan stack kalıp sistemleriyle yılda yüz milyonları bulabilecek baskı sayısına ulaşılabilir.

2 yüzeyli stack kalıpta orta plakanın hareketinin sağlanabilmesi için günümüzde 3 belli başlı sistem vardır. Bunlar harmonik kol, kramayer dişli ve helisel dişli mekanizmalarıdır.