Mustafa Girgin
Gazi Üniv. T.E.F. Makine Eğitimi Böl., Kalıpçılık A.B.D.
Mart 2007, Teknik Okullar / Ankara
ÖZET
Vakum kalıplama yöntemi ile yapılan ürünler, günümüz endüstrisinde kullandığımız bir çok ürünü kapsamaktadır. Bu yöntemin kullanılmasının amaçlarının başında düşük maliyetli kalıp tasarımı gelmektedir. Arz talep dengesine göre bu sistemin kullanılması daha avantajlıdır. Bu yöntemle üretilen plastik parçalara, yoğurt kabı ve kapakları şeklinde olan ürünleri örnek olarak gösterebiliriz.
Vakum kalıplama yöntemi ile üzerinde delik boşluk vs.. olmayan içi boş ve ince et kalınlığına sahip olan parçalar üretilmektedir. Oluşan ürün kase şeklinde olur. Yani bir tarafı boştur. İçi dolu bir parça üretimi bu yöntemle gerçekleştirilemez.
Vakum kalıplama yöntemi, yapılan tek taraflı kalıbın (sadece erkek ya da dişi kalıp) üzerine daha önceden ısıtılmış olan plastiğin hava ile vakumlanması sonucunda kalıp üzerine kaplanması şeklinde oluşur.
Daha sonra parça kenarlarında oluşan çapak diye tabir ettiğimiz kısımlar ayrı bir kalıpta kesilir.
Vakum yapılacak olan ortamda ki hava basıncı, kalıp tasarımı,ısıtıcı olan teçhizat doğru bir şekilde ayarlanması gerekmektedir.
Vakum kalıplama yönteminin ucuz olması ve seri üretilen parçaların da bu sistemi desteklemesi ile kar oranında firmanız adına bir kazançtır.
Vakum, basıncı atmosferik basınç değerinin altında olan gazların doldurduğu kapalı hacim olarak tanımlanmaktadır. Bu tanımda sözü edilen basınç değerine karşı gelen birim hacimdeki gaz moleküllerinin sayısı, deniz seviyesinde ve 22 C bulunan 2,5x10^25 molekül/metre3 ten daha düşüktür. Dolayısıyla vakum sözcüğü basınçları bu değerin altında kalan gazların oluşturdukları ortamları ifade etmede kullanılmaktadır (1).
Vakum kalıplama yöntemi, sıcaklıkla biçimlendirmenin en çok kullanılan türüdür. Bu metodun ilk kullanılış yeri ordu için kabartma haritalar yapımıdır (2).
Isıyla yumuşayan plastik bir levha, bir çerçeve içine ya etrafından sıkılarak bağlanır veya yalnızca kalıbın üzerine oturtularak tespit edilir. Levha yumuşayıncaya kadar fakat erimeyecek şekilde ısıtılır. Yumuşak plastik levha kalıbın çerçevesine iyice yapıştırılarak sızdırmazlık sağlanır. Kalıp boşluğundaki hava emilerek vakum elde edilir.(2).
Isıl şekillendirme ile, her türlü termoplastikler işlenebilir. Ancak,
. Çabuk ısınma ve soğuma sağlayan, Özgül ısı değeri düşük, tercihen amorf plastikler,
. Yüksek ısıl iletkenliği olan köpük malzemeler bu teknik için uygun değildir. Buna karşılık,
. Yüksek molekül ağırlıklı(böylece yüksek viskozite değerli olup aşırı incelme ve yırtılma yapmayan) polimerlerin bu yöntem için en uygun olduklarını belirtmek gerekir (3).
Vakum kalıplama yönteminin kullanılmasının getireceği avantajlar ise; kullanılan sistemin ucuz olması, kullanılan kalıpların,yüksek basınç ve sıcaklıklar söz konusu olmadığından, özel olmaları gereğinin olmaması ve ucuz olmaları, enjeksiyonla kalıplanamayan büyük ölçülerdeki parçaların ekonomik olarak kalıplanmasıdır(3).
Vakum kalıplama yönteminde en yaygın olarak kullanılan termoplastikler levhalar ise; PS, Akrilonitril-S, PVC, Polimetilmetakrilat ve PE' ler dir (3).
Bu levha, ekstrüdere konulan plastik granür malzeme, istenilen kalınlıkta çekilir ve haddeleme bölümünde üretimi sağlanır. Daha sonra bu plastik levhalar rulo haline getirilir. Ya da haddeleme bölümünden çıkan malzeme direkt olarak vakum makinesine gönderilir (2).
Bu bölümde vakum kalıplama yöntemi açıklanacak, kullanılacak malzemelerin özellikleri belirlenecek ve vakum yöntemi için kullanılacak kalıplar incelenecektir.
2. PLASTİKLER
2.1 Plastiklerin Genel Özellikleri
Plastik her şeyden önce, atomların zincir halkaları gibi birbirine bağlandığı büyük moleküllü sentetik maddeler ailesine dahil bir gerecin adıdır. Yapım esnasında yumuşak ve döküme uygun olan plastik, sonradan katı hale geçer. Plastik, bu özelliğinden dolayı, doğal halde yumuşak olan balmumu ve çamur gibi maddelerden ve zaman zaman yumuşak halde olan plastikten farklılık gösterir (3).
Plastiğin, Plastik Mühendisleri Kurumu (PMK) ve Plastik Endüstrisi Kurumu (PEK) kabule şayan olarak yapılan tarifi şöyledir. "İçinde büyük molekül ağırlığına sahip temel maddesi ile birlikte çeşitli maddeler bulunan ve işlemden sonra bazı hallerde katı ve sert, bazı hallerde de şekil verilecek kadar yumuşak (ekseriya ısı ve basınçla ayrı ayrı veya birlikte şekil verilebilen) bir maddedir (3).
2.2 Termoplastikler
Termoplastik, ısıtıldığında yumuşar ve soğutulduğunda sertleşir. Isı işleminin ne süreyle tekrar edildiği önemli değildir. Isıtma ve soğutma işleminin birkaç defa tekrarlayarak termoplastiğe yeniden çeşitli biçimler verilebilir. Termoplastik bu özelliği bakımından balmumuna benzer. Isıtıldığında dökülebilir, soğutulduğunda da katı hale gelir. Tekrar ısıtıldığında yine yumuşar. Bu gruba giren önemli plastikler şunlardır: Akrilikler, selülozikler, naylon, polistiren, polietilen, karbonflorür ve vinillerdir (3).
