Otomobillerde inovatif plastik teknolojisi kullanımı ile çevre kirliliğinin azaltılması
Emisyon değerlerinin ve araç motorlarının yakıt tüketiminin düşürülmesi yönündeki taleplerden dolayı, otomotiv endüstrisinin aynı işi yapabilecek daha hafif, eşit veya daha iyi performans segileyen çok kaliteli, oldukça dayanıklı plastik parçalar artan bir önemle sektör içerisinde yer tutmaya başlamıştır. Almanya/Ahlen şehrinde bulunan Winkelmann Powertrain Components firması, bu trendi daha ilk başlarda yakalamış ve en başından beri kayış kasnağı imalatı için termoset materyallerin kullanımına önem vermiştir. Bu amaçla makine tedarikçisi olarak WITTMANN BATTENFELD ile çalışmayı tercih etmişlerdir.
Bugün Winkelmann group olarak bilinen firma Heinrich Winkelmann ve Caspar Pannhoff tarafından ketıl, kahve kapları, lavobo, küvet, faraş ve süt kutuları üretmek için 1898 yılında kurulmuştur. Şirket daha sonraki yıllarda bir grup halini almış ve bugün 3.000 den fazla dünya genelinde çalışanı bulunan bir yapıya kavuşmuştur. Yaklaşık 700 kişi Ahlen de istihdam edilmekte ve yıllık 500 milyon Avro satış gerçekleştirmektedir. Ahlen fabrikasına ek olarak, Winkelmann Grup çatısı altında ana imalat fabrikaları, Polonya, Türkiye ve Çin’de bulunmaktadır. Winkelmann Grup, ısıtma sistemleri ve su sistemleri ile otomotiv parçaları ve sürüş elemanları olarak iki ana iş bölümüne ayrılır ve bu iki iş kolu şirketin satış hacminin önemli bir bölümünü oluşturur.
Otomotiv parçaları üretiminde, Winkelmann, 4 ürün grubunda uzmanlaşmıştır, bunlar; sürüş sistemi komponentleri, krank mili darbe amortisörleri, yakıt dağıtım sistemleri ve kayış kasnaklarıdır.
Şirketin uzmanlık sahibi olduğu ‘’kayış kasnağı’’ üretimi ilk üretildiği yıllarda soğuk şekillendirilmiş sac metalden yapılmaktaydı. Daha sonraki yıllarda çelik ve alüminyumdan yapılan kayış kasnağı üretimine 1992 yılında plastikten yapılmış kasnaklarda eklenmiştir. Bu kapsamda, üç temel karar alınmış ve kullanılacak olan materyal, fonelik reçine, cam elyaf ve işlenmiş materyallerden seçilmiş mineral katkısı ile güçlendirilmiştir, sonuçta elde edilmiş olan kompozit malzemeye, prosese uygun bir amaçla geliştirilmiş olan özel bir enjeksiyon-presleme (injection-stamping) işlemi uygulanarak kalıpta şekil verilmiştir, bu proses WIN:DUR tescili ile bilinir ve Battenfeld enjeksiyon makinelerinin tedariki noktasında çözüm ortaklığı sunar.
Üretilen ilk kasnak, BMW otomobilleri için termoset kullanılarak yapılmıştır, günü-müzde, Winkelmann, enjeksiyon-presleme (injection-stamping) teknolojisi ile su pompaları, hidrolik direksiyonlar ve eksantrik mil sürücüleri için yaklaşık 50 milyon adet kasnak üretimi gerçekleştirmektedir. Winkelmann, bu ürünlerin, daha hafif olması ve metal parçalara nazaran daha ucuz maliyetleri olduğu için, gelecekte çok daha büyük potansiyellere ulaşacağını öngörmektedir. Dahası, bu şirket, hibrit kasnak üretimi gerçekleştiren birkaç firmadan bir tanesidir, hibrit kasnaklar, termoset hammadde ile metal, termoplastik ve elastomer gibi hammaddelerden elde edilen ürünlerin birleşmesiyle oluşurlar.
Başarı Formülü: Enjeksiyon-Presleme (injection-stamping) teknolojisi ile termoset işleme
Enjeksiyon-presleme prosesi süresince, fonelik-novolak reçinenin içine katılan cam elyaf partiküllerinin oryantasyonunu engellemek için kalıba düşük basınç ile enjeksiyon yapılır. Sonra, ürüne nihai şeklini vermek ve gerekli kalıp iç basıncını sağlaması için presleme maçası kalıp içine girer. Bu basınç altında fonelik reçine kimyasal olarak birbirine bağlanır (çapraz bağlama/cross-linking). Bu proses, oluşan ürünün termal gerilmeler altında geometrik özelliklerinin bozulmamasını sağlar.
Buna göre, termoset ile enjeksiyon presleme bazı avantajlar sunmaktadır.
Metal parçalara göre daha hafif ve daha ucuz olması gibi yukarıda bahsettiğimiz özelliklere ilave olarak, yüksek ses emisyonu, aşınmaya karşı oldukça dayanıklı yüzey kalitesi, herhangi bir yönde oluşabilecek cam elyaf oryantasyon probleminin ortadan kalkmasıyla oluşan mükemmel homojenlik ve mühendislik olarak bilinen tüm maddelere karşı yüksek mukavemet göstermesi ve bunun yanı sıra, özel işlem prosesinden dolayı dış yüzeyin yalnızca reçine içermesi sebebiyle kasnakla beraber kullanılan kayışın servis ömrünün uzaması, bu prosesin sağladığı faydalar arasında yer almaktadır.
Temelde, kasnakları cam elyaf ile güçlendirilmiş termoplastiklerle üretmek mümkündür. Ancak, benzer performans özellikleri gösteren termoplastik maddelerin kullanımı, termal dengenin sağlanabilmesi için gereken katkıların pahalı olması dolayısıyla rekabetçi değildir. Bu nedenle, Winkelmann bunu asla bir alternatif olarak görmemiştir.
Termoset kasnaklar şu anda, klima kompresörleri, su pompaları ve hidrolik direksiyon pompalarında kullanılmaktadır. Öncelikle metale kıyasla, muazzam derecede hafif olmasından dolayı, Winkelmann, henüz prototip aşamasında da olsa, eksantrik mil sürücü sistemleri, krank mili damperleri yada direksiyonlar için kayış sürücü sistemlerinde bu yöntemin uygulanmasının gelecekte yaygın olarak kullanılacağı alanlar olduğu görüşündedir. Bunun dışında, Winkelmann çelik, termoset ve elastomer kullanılarak yapılan hibrit komponentlerin geliştirilmesi içinde çalışmalarını sürdürmektedir ki özellikle enerji sönümleyici disklerin üretimi için oldukça geniş kullanım alanları vardır. Burada, kayış kasnakları özel tasarım ve fonksiyonları ile kayış sürücüsü ve motor krank mili sürücü rotasyonunun birbirinden ayrılabilmesi gibi bir kolaylıkta sağlar.
Winkelmann, WITTMANN BATTENFELD termoset makine-lerine güvenmektedir
Winkelmann, Ahlen termoset üretim fabrikasında, tamamı WITTMANN BATTENFELD olan 100-150 ton aralığında toplam 23 adet plastik enjeksiyon makinesi kullanmaktadır. Winkelmann Termoset Üretim Müdürü Axel Neukirchen’in belirttiği üzere, ‘’ Termoset enjeksiyon-presleme sürecinin ilk aşamalarında BATTENFELD makine imalatçısı olarak en iyi yetkinlikte ve makinelerin adaptasyonu konusunda en hazır makine imalatçısı olarak bizim için doğru partner olduğuna bizi ikna etti’’ üretim tıpkı başladığı gün olduğu gibi bugünde göbekten sıkmalı 3 plakalı HM hidrolik makinelerle gerçekleştirilmektedir.
2013 yılında, 2 adet yeni HM serisi makine teslim edilmiştir, bunlar,150 ton kalıplama gücü olan servo sürücülü HM 150/1000 ServoPower model enjeksiyon makineleridir ve modern R8 kontrol sistemi ile parça alma ve metal ringleri kalıba yerleştirmek için W821 WITTMANN robot ve TEMPRO Plus D serisi WITTMANN kalıp şartlandırıcısı ile donatılmışlardır. Bununla birlikte, makine termoset prosesi için gerekli olan opsiyon paketi ile özel donanımlı olarak üretilmiştir. İlave olarak, Winkelmann’ın kendi operasyon programı da makine üzerine yüklenmiştir. Bu programa göre iç stres olmaksızın mükemmel kalite ve biçimde parça imalatı sağlanması için proses izlenmektedir. Ve enjeksiyon prosesi boyunca çalışması için maça yoluyla kontrol edilen ekstra enjeksiyon-presleme silindiri makineye monte edilmiştir.
WITTMANN BATTENFELD GmbH Kottingbrunn/Avusturya
Çeviri: Baykal Abdullah Dinc
WITTMANN BATTENFELD PEM Satış Müdürü
