plastik-ambalaj.com

CELLMOULD ® Lightweight Technology

CELLMOULD ®  Wittmann Battenfeld tarafından, plastik enjeksiyonla basılmış parçaların iç kısmının köpük yapısında üretilmesi ve parça ağırlığının hafifletilmesi için geliştirilmiş bir teknolojidir.

Wittmann Battenfeld, CELLMOULD ®  adını verdiği bu teknolojiyi 30 yılı aşkın bir zamandan beri geliştirmiş, yasal olarak tamamen kendisine ait ve patentini almış olduğu bu teknolojiyi müşterilerine sunmaktadır.

Fiziksel köpük yapısı ile üretim yapabilmek için gerekli olan komponentler ve bu teknolojinin avantajları hakkında kısa bir bilgilendirmeye yaptığımız bu makalemizde gaz enjeksiyon uygulamalarının Türkiye’de çok yaygın olmamakla birlikte son dönemde artan bir ilgi ile firmalar tarafından gaz enjeksiyon teknolojisi hakkında bilgilendirme istendiğine değinmekte fayda var.

Yapısal köpük formunda bir parçanın üretimi geleneksel olarak ‘’kimyasal genleştirici’’ veya ileri teknoloji kullanılan ‘’fiziksel genleştirici’’ diye bilinen 2 metotla yapılır.

Kimyasal genleştirici, master-batch içerisine katılan ve 200 derece üzerinde kimyasal tepkimeye girerek genleşen ve kalıba basılmış parçaların basit bir şekilde içyapısının köpük formunda olmasının sağlandığı geleneksel bir yöntemdir, bu yöntemde amaç, çökme izlerinin ortadan kaldırılması ve BF MOULD®  benzeri bir soğutma-ısıtma ile mükemmel yüzey parlaklığının sağlandığı, genel olarak küçük ebatlı parçaların üretiminde kullanılan bir metottur. Bu yöntemde maksimum %7’lik bir ağırlık düşürülmesi gerçekleştirilebilir.

Fiziksel genleştirici ise (physical blowing agent) gaz olarak doğrudan enjeksiyon ocağında eriyik halde bulunan hammadde içine aktarılarak homojen bir karışım elde edilmesi (özel vida L/D oranı) ve bunun kalıp içerisine enjeksiyonu ile merkezinde köpük yapısı bulunan, çökme izleri giderilmiş, ağırlığı düşürülmüş kompakt yapıya sahip bir ürünün elde edilmesi için geliştirilmiş ileri teknoloji ürünü bir metottur. Bu amaçla Wittmann Battenfeld dünya genelinde birkaç yüz makineyi bu zamana kadar üretmiştir ve halen bu makinelerde gaz enjeksiyon uygulaması başarıyla gerçekleştirilmeye devam edilmektedir.

Wittmann Battenfeld, CELLMOULD ®  proses teknolojisi ve bu teknoloji için optimum makine seçenekleri ile gaz enjeksiyon uygulamasını sürekli geliştirerek Et kalınlığı ince veya kalın parçalarda eşit dağılımlı köpük yapısı ve parça ağırlığının azaltılması için en gelişmiş teknolojiyi müşterilerine sunmaktadır.

CELLMOULD ® Lightweight Technology uygulanarak elde edilebilecek faydaların bazıları şu şekilde sıralanabilir,

 Ağırlığın azaltılması

 Parça içerisindeki gerilimlerin azaltılması

 Çökme izlerinin önlenmesi

 Parça geometrisinin daha iyi olması

 Toleransların daraltılması

 Düşük akışkanlık ile akış süresinin uzatılması

 Aynı ağırlıkla daha yüksek sertlik

 Daha düşük kapama kuvveti gereksinimi

 Tasarım çeşitliliğinin arttırılması

Genleştirme sistemi

Hem fiziksel ve hemde kimnyasal genleştirici yapısal köpük formunda parça imal etmek için kullanılır, daha öncede değindiğimiz gibi kimyasal genleştirici, master-batch içerisinde ki plastik granül hammaddeye gaz veya sıvı olarak katılır. Genleştirici eleman gazın serbest bırakılması ile reaksiyona girer ve eriyik hammadde içerisinde çözülür. Bu eriyik kalıp içerisine enjekte edildikten sonra, genleştirici burada genişler ve tüm kalıp boşluğunu doldurur. Enjeksiyonla elde edilen parça bu şekilde köpük yapısına kavuşur. Fiziksel genleştirici olarak gaz veya sıvı kullanılır ve bu yardımcı materyal enjeksiyon ocağına pinömatik gaz enjektörü ile doğrudan aktarılır ve ocak içerisinde eriyik halde olan hammadde içinde eşit bir şekilde dağılarak enjeksiyon ocağından kalıba enjekte edilir.  CELLMOULD ®  uygulamasında fiziksel genleştirme elemanı olarak N2 (Nitrojen) kullanılır. Bu teknoloji, makine için bazı yapısal komponentler gerektirir, bunlar;

CELLMOULD ®  vida ve ocak grubu (enjeksiyon ünitesi)

Vida L/D oranı CELLMOULD ®  teknolojisine özel  olarak tasarlanmıştır, ocak etrafında, basınç ve sıcaklık kontrol sensörleri ile gaz enjektör delikleri bulunmaktadır.

Gaz enjektörü

Gaz enjektörü, gazı doğrudan ocak içerisine enjekte eder. CELLMOULD ®  tekmolojisinde, eriyik hammadde ve gazı homojen bir karışımla kalıp boşluğuna enjekte edebilmek için özel geometrili ve yoğun karıştırıcılı vida kullanılmaktadır.

Gaz akış düzenleme modülü (regülatör)

Plastik enjeksiyon proseslerinde pistonlu (ileri geri hareketli) vida hareketi güvensizdir, sürekliliği yoktur, bu durumda proses esnasında istenilen basınç altında enjekte edilen gazın miktarına dikkat etmek gerekir. Wittmann Battenfeld, CELLMOULD ®  uygulamasında gazın kontrollü bir şekilde verildiğinden emin olmak için  özel bir gaz akış düzenleme modülü geliştirmiştir.

İğne Shut-off nozle (meme kapama)

Pinömatik iğneli meme kapama (shut-off nozzle) genleştirici katkısı almış hammaddenin iç basıncındaki artmadan dolayı meme bölgesinden sızıntıların önüne geçmek için kullanılır.

CELLMOULD ®  kontrol sistemi

CELLMOULD ®  kontrol ve düzenleme işlemleri makinenin kullanım ünitesi UNILOG B6 içerisine entegre edilmiştir. Tüm parametreler makine kontrol sistemi üzerinden girilir ve ekrandan kontrolü sağlanır. Makine haricinde bir kontrol ünitesi de verilebilir ve tüm enjeksiyon parametreleri makine dataları ile birlikte buraya da kaydedilebilir.

Kompresör ünitesi / hidrolik akümülatör (azot)

Nitrojen dağıtıcısı ve kompresör ünitesi entegre veya ayrı ayrı sunulan bu ünite, azot gazının üretimi ve kompresör ile sıkıştırılarak gaz regülatörünün beslendiği kısımdır, bu ünite AIRMOULD®  için kullanılan ekipmanla aynıdır.

Hidrolik akümülatör (azot)

Baskısı yapılacak parçanın geometrisine veya kullanılan hammaddenin cinsine göre , çok düşük yoğunluklarda ve iyi yüzey kalitesinin istendiği durumlarda, enjeksiyonun çok hızlı yapılması ihtiyacı doğabilir, bu durumlarda azot ünitesi ilave bir opsiyon olarak değerlendirilmektedir.

CELLMOULD ®  lightweight technology avantajları

Plastik enjeksiyon ile imal edilmiş parçaların daha düşük büzülme ve çarpıklıkla imal edilmesi Genleştirici ile birlikte kalıba enjeksiyonu yapılmış hammadde içindeki gaz kalıp içerisinde genleşir ve bu gazın oluşturduğu iç basınç ütüleme basıncının yaptığı görevi devralarak daha kaliteli ve çok daha az tansiyon çatlakları ile imalat kalitesini arttırır. Bu gaz ile kalıp içerisinde oluşturduğu genleşmeden doğan basınç etkisi, kalıp boşluğunun bütünüyle doldurulmasında önemli rol oynar ve ütüleme basınç gereksinimini minimum seviyelere çeker.

Daha sert

Klasik enjeksiyon metoduyla basılmış özdeş ağırlıkta bir parça CELLMOULD ®  uygulaması ile basılmış bir parçadan daha yumuşaktır, aynı şekilde nefes alan kalıp (breathing mould) özelliği ile gerçekleştirilmiş bir gaz enjeksiyon uygulaması ise, parçanın kalınlığının artmasını sağladığı gibi daha katı bir yapı ortaya çıkar. Köpük yapısını oluşturan hücrelerin her biri için ayrı ayrı düşünülmesi doğru değildir ancak, enjeksiyonla üretilmiş parçanın iki yüzeyi arasında ki hücrelerin dağılımının eşit olması parçanın sertliğini daha da arttıracaktır. Enjeksiyon hızı parça içerisinde oluşacak olan köpük yapısının hücrelerini daha eşit bir şekilde dağıtmak noktasında çok önemlidir, bu nedenle azot opsiyonu çok hassas parçaların basımında önemli olabilir.

Daha düzgün yüzeyler

Özel kalıp teknolojileri kullanılarak yüzey kalitesinde çok daha iyi sonuçlar elde etmek için ideal bir yöntemdir. Bu kalıp metotlarını iki başlıkta değerlendirirsek şayet,

Breathing mould: 

Kalıp boşluğu enjeksiyonla birlikte, kalıp içerisinde ütüleme basıncını devralan gaz genişlemesi ile birlikte büyümeye başlar ve bu şekilde mükemmel köpük formu ve yüzey kalitesi elde edilir. Bu yöntemle çok kalın ürün imalatında hammadde sarfiyatının ciddi seviyelerde azaltılması mümkündür.

Ters basınç prosesi

Çok iyi yalıtım kalitesiyle üretilmiş kalıplarda gaz enjeksiyon yüksek kalıp iç basıncına karşı gerçekleştirilirse yine yüzeyin görsel çekiciliği arttırılır.

Mükemmel yüzeyler

Wittmann  Vario serisi kalıp şartlandırıcı ile birlikte BFMOULD ® Variothermic kalıp ısıtma teknolojisi birlikte kullanılarak, kalıp birkaç saniye içerisinde su ile ısıtılar ve hemen ardından hızla soğutulur, bu şekilde kalıp içerisinde üretilmiş olan parçanın yüzey kalitesi mükemmel bir görünüme kavuşur.