Genellikle seri ve takım olarak, iç içe geçebilecek şekilde düşünülen; kolay olarak görünen ama tasarımında ve imalatında bir çok önemli kurallara uyulması gereken tabaklar, saksı ve saksı altlıkları, kovalar, saklama kapları gibi yuvarlak ve dikdörtgen kesitli kalıplarının tasarımında dikkat edilmesi gereken noktaları sıra ile inceleyelim.

Tasarım Nüansları

• Ürünler iç içe geçebilecek ve vakum oluşturmayacak şekilde tasarlanmalıdır. Vakum iç içe geçen ürünlerin, ayrılmalarını zorlaştırır. Eğer bu açı verilmesi zorunlu ise, ürünün iç tarafına en az üç tane feder konularak, ürün yan duvarlarının birbirine değmesi önlenmelidir.

Resim 1 - Vakum oluşturan uygunsuz tasarım

 

Resim 2 - Vakum oluşmasını önlemek için, kırmızı renkle gösterilen federler konuluştur.

• Ürünlerin en altına ayak görevi gören ve tabağın çarpılmasını önleyen federler atılmalıdır.

Resim 3 - Tabandaki çarpılmayı önlemek için atılan taban fitili

• Ürünün ağız kısmına fitil atılmalıdır. Bu fitil kenarda çapak oluşmasını engellediği gibi, kalın bir hat oluşturduğu için, ürünün dayanımını artırarak, çarpılmasını da önler. Ayrıca keskin köşeler ve oluşan çapaklar, kullanıcının elini kesme riskine sahiptir.
  

Resim 4 - Kullanıcının elini kesmemesi ve çarpılmaya karşı daha dayanıklı olması amacıyla ürünün ağzı yuvarlatılmıştır.

• Et kalınlığı mümkün olduğunca eşit tutulmalıdır. Artan et kalınlıkları, farklı soğuma hızlarından dolayı, bölgesel çöküntüler oluşturur.

 

Resim 5 - Et kalınlıkları.

• Ürünün, kalıbın hareketli kısmında kalması için, hareketli çekirdek üzerine, estetik kusur yaratmayacak büyüklük ve formda çekiciler (ters açılar/undercuts) atılmalıdır.

 

Resim 6 - Ürünün sabit tarafta kalmasını önleyen çektiriciler.

• Bir büyük boy ve bir küçük boy ürünler birbirleri ile uyumlu açılarda tasarlanmalıdır.

 

Resim 7 - Aynı formlar ve açılara sahip, üçlü bir tabak takımı

• Yolluk girişindeki, plastik parça kalıntısının, ürünün düz oturmasına engel olmaması için, yolluk giriş noktası içe doğru yapılmalıdır.

 
Resim 8 - Yolluk giriş formları.

• Estetik problem yaratması için, yolluk girişi, ürünün görünen ve kullanılan tarafında olmamalıdır.

 

Resim 9 - Yolluk giriş yerleri

• Sıcak ya da soğuk yolluk olsun, ürün tabanından yolluk girişi en ideal olan yolluktur.

 

Resim 10 - İdeal yolluk giriş noktası

• Bu tarz yuvarlak ya da dikdörtgen formlu ürünlerin yolluk girişleri, ürün tabanında değil de, yandan iğne yolluk ya da yaprak yolluk şeklinde yapılması, erkek çekirdeklerin enjeksiyon baskısı altında, yana doğru yatmalarına ve ürün et kalınlığının dengesiz olmasına, yolluk giriş noktasının tam karşısında soğuk birleşim (kaynak) izi oluşmasına sebep olur.

Resim 11 - Yandan iğne yolluk girişli kalıp

 

Resim 12 - Yandan yaprak yolluk girişli kalıp

Tüm bu sorunların önüne geçilmesi için, bu tarz ürünlerin kalıpları

• Tek gözlü olarak, ortadan sıcak ya da soğuk yolluk girişli
• Çok gözlü olarak, manifold ve sıcak yolluk sistemi ile, ortadan yolluk girişli
• Çok gözlü olarak, üç plakalı soğuk yolluk sistemi ile ortadan yolluk girişli
• Kalıp merkezlenmesinde herhangi bir kaçıklık olmaması için, çekirdekli olarak işlenen kalıplarda, her göz için ayrı ayrı; monoblok (tek parça) işlenen kalıplarda, kalıp çevresinde konik birleşme yüzeyleri yapılmalıdır. Bu işçilikten tasarruf edilmek isteniyorsa, standart kalıp elemanı olarak, konik kilit veya kalıp merkezleme blokları kullanılabilinir.

 

Resim 13 - Ortadan sıcak yolluk girişi




Resim 14 - Dört gözlü, manifoldlu yolluk sistemi

 

Resim 15 - Dört gözlü, üç plakalı soğuk yolluk sistemi       

Resim 16 - Kalıp plakaları arasındaki konik birleşmeler ve erkek lokma üzerindeki havalı itici valf

• Ürünün kalıptan çıkarılması esnasında, kalıbın erkek çekirdeği üzerinde vakum oluşmasını ve ürünün deforme önlemek için, kalıp hareketli çekirdeğine havalı itici valf konulmalıdır.
• Kalıp açılması esnasında, kalıbın sabit tarafında oluşacak vakum nedeniyle, ürünün deforme olmasını ve sabit tarafta kalmasını önlemek için, sabit çekirdek üzerine havalı itici valf konulmalıdır.

Resim 17 - Sabit tarafa konulan havalı itici valf

• Ürün üzerinde itici pim izi oluşmasını önlemek ve ürünü daha geniş yüzeyden kalıp dışına doğru ittirmek için, bu ürünler sıyırıcı plaka ile kalıp dışına atılmalıdır.
• Ürün içerisine ağırlık konulduğunda, ortasından aşağı doğru çökmeye zorlanacak ve zaman içerisinde, ürünün tabanı deforme olacaktır. Bunun önüne geçmek için, ürün tabanında belirli çaplarda, ayak görevi görecek fitiller atılmalıdır.
• Seri halde ambalajlanan ürünlerde, kalıp maliyetini düşürmek için farklı boylarda ve ağırlıklardaki ürünler tek bir kalıp içerisine yerleştirilmek istenebilir. Bu durumda her bir ürüne giden yollukların kesit kalınlıkları farklı olacaktır. Plastik akış analiz programları ile kalıp dolum analizi yapılmalıdır.
• Plastik akışını zorlaştıracak keskin hatlardan ve dönüşlerden kaçınılmalı, mümkün olduğunda yuvarlak dönüşler tercih edilmelidir.
• Sıyırıcı plakanın hareket mesafesi, ürünün kalıptan düşmesini sağlayacak kadar olmalıdır. Derin kalıplarda ise, sıyırıcı plaka hareket mesafesi, üründe oluşacak vakumu yenecek kadar olup, ürünün kalıp dışına düşürülmesi havalı itici valflar sayesinde sağlanmaktadır.
• Sıyırıcı plakaya hareket veren itici plakalar üzerinde boksör yuvası olarak adlandırılan, deliklerin, ortadan bir adet yapılması, zamanla sıyırıcı plakanın çarpılmasına ve çapak oluşumuna sebep olacaktır. Boksör yuvalarının en az iki ya da dört adet yapılması kalıp ömrünü artıracaktır.
• Sıyırıcı plakanın kalıp kapanması sırasında, kalıbın sabit tarafına çarpması ile yerine oturması, kalıbın sesli çalışmasına sebep olur. Sıyırıcı plakanın her iki tarafına vulkolon adı verilen, kauçuk ya da plastik yayların konulması bu sorunun önüne geçer.
• Bazı tasarımlarda, kalıp ömrünün uzaması kalıbın ortasından çökmesini önlemek için, itici plakalar ve köprüler konulmaz. Sıyırıcı plaka, üzerine konulan miller sayesinde hareketini direk enjeksiyon makine boksör milinden alır.
• Sıyırıcı plakanın birden fazla vuruş yapmasını sağlamak için, itici plakanın önüne yay konulmalıdır.
• Sıyırıcı plaka, sınırlandırma cıvataları ile belirlenen kursu içerisinde hareket ettirilmelidir.
• Enjeksiyon makinesinin kilitleme gücünü en üst düzeyde kullanmak için, kalıp mal kesme yüzeyleri, ürüne 20 mm uzaklıkta yapılmalı ve etrafı boşaltılmalıdır.

 

Resim 18 - Kalıp öpüşme yüzeyleri azaltılmış kalıp

• Gaz kanalları ihmal edilmesi, kalıp boşluğundaki havanın dışarı atılamamasına ve ürün üzerinde siyah yanık lekelerinin oluşarak, tam dolum sağlanmamasına sebep olur. Gaz kanalları, plastik malzemenin viskozitesine göre, 0,02-0,06mm derinliğinde açılmalıdırlar.

Resim 19 - Gaz çıkış kanalları

ÖRNEK KALIP TASARIMI

SolidWorks eDrawings formatındaki tüm kalıp 3D modelini aşağıdaki linkten indirebilirsiniz;
tabak-kalibi.easm (1,7MB)

Bu dosyayı görüntüleyebilmek için bilgisayarınızda SolidWorks eDrawings yüklü olmalıdır.
Aşağıdaki sayfadan eDrawings yazılımını ücretsiz olarak indirip bilgisayarınıza kurabilirsiniz:
www.solidworks.com/pages/products/edrawings/eDrawings.html

eDrawings kullanım klavuzu için tıklayınız:
eDrawings-kullanim-klavuzu.doc

ÜRÜNÜN

ADI: Yuvarlak Tabak
HAMMADDE: PP (poliproplen)
AĞIRLIĞI: 27,25gr

KALIBIN

ÖLÇÜLERİ:446x446x397 (mm)
AĞIRLIĞI: 630 kg
KOLON ARASI: 496 mm
GÖZ SAYISI: 4
YOLLUK SİSTEMİ: Sıcak yolluklu manifoldlu
UYGUN ENJ.MAK.: 150 ton
KALIP ÇEKMESİ: 1,017 (PP malzemenin çekme payı 0,015-0,020)
İTİCİ SİSTEM: Sıyırıcı plakalı
KALIP TİPİ: Sabit taraf monoblok, hareketli taraf lokmalı
ÇEKİRDEK MALZ.: 1.2738
HAMİL MALZ.: 1.1730
SIYIRICI MALZ.: 1.2714
ISIL İŞLEM: Dişi ve sıyırıcı plakalar ve erkek lokmalar nitrasyon yapılacak.

 

 
Resim 20 - Kalıbın kesit görünümleri

 

Resim 21 - Kalıbın teknik resimleri

Yolluk Sistemi

Kalıpta 4 adet sıcak yolluk memesi kullanılmıştır. Her meme üzerinde sıcaklığı ölçen termokupl vardır. 2 adet esnek rezistans bulunmaktadır. Rezistans yuvaları özenle ve belirli kurallara uyarak açılmalıdır. 2 adette manifold ısısını ölçen termokupl kullanılmalıdır. Sıcaklığı verimli şekilde kontrol edilemeyen manifold sistemlerinde, plastiğin viskozitesinde farklılıklar oluşacağı için, her gözden farklı gramajlar alınacaktır. Bir göz eksik baskı verdiği halde diğer gözden çapaklı ürün alınacaktır. Aşırı yükselen sıcaklığa müdahale edilememesi durumunda, plastik bölgesel olarak yanacaktır.

Manifold plakasının malzemesi, yüksek ısılarda çalıştığı için, sıcak iş çeliklerinden seçilmelidir. Sıcak iş çelikleri, yüksek sıcaklıklarda, kararlılık gösteren çeliklerdir. Soğuk takım çelikleri, yüksek sıcaklıklara daha kolay genleştikleri için, kalıp göz araları ve plaka düzlemselliği değişecek ve kalıp manifold tarafından mal kaçıracaktır. 1.2344 uygun bir çeliktir.

Manifold plakası üzerindeki sıcaklığın diğer plakalara aktarılmasına engel olunmalıdır. Onun için mümkün olan en az bağlantı ile yerine sabitlenmelidir. Tüm sıcak yolluk meme çıkışlarının , kalıp merkezine uzaklığı aynı olmalıdır.

Resim 22 - Sıcak yolluk ve manifold sistemi.

Soğutma Sistemi

Kalıp soğutma sistemi üzerinde tecrübe ile dikkatli olarak çalışmayı gerektirecek kadar önemli bir konudur. Yetersiz soğutma , çevrim süresini uzatıp ürün maliyetine artıracaktır. Düzensiz ve dengesiz soğutma ise , ürünün bir tarafının soğumasına rağmen bir tarafının sıcak olarak kalıptan çıkmasına sebep olur ki bu ürün kalıp dışında çekmeye devam edecek ve çarpılacaktır.

Soğutma suyu tasarımında dikkat edilmesi gereken birkaç önemli nokta.

• Her kalıp çekirdeği ayrı ayrı soğutulmalıdır.
• Kalıp soğutma kanallarına köprü atılmamalıdır.
• Kalıp içine giren su kalıp üzerindeki ısıyı alarak kalıptan sıcak olarak çıkar. Kalıbın sadece bir yönünden su girişlerini bağladığımızda kalıbın bir yarısı soğuk diğer yarısı ise daha sıcak olacaktır. Su girişleri kalıbın her iki yönünden de yapılmalıdır.
• Soğutma kanal ve delik çapları mümkün olduğu kadar büyük seçilmelidir.
• Soğutma kanal ve delikleri , kalıp çekirdeğine 12mm'den fazla yaklaşmaması gerekmektedir. Kalıp boşluğuna yakın delikler, enjeksiyon baskısı esnasında çökmektedir.
• Bazı ürünlerde kalıp sıcaklığının belirli bir değerde tutulması, fazla soğutulmaması gerekmektedir. Kullanılacak plastik hammaddenin özellikleri iyi tespit edilmelidir.
• Derin ve ince cidarlı, kova, saklama kabı, yoğurt kasesi gibi parçalarda, kalıp çekirdeklerinin aşırı soğuk olması, plastiğin kalıp boşluğun girer girmez yoğunlaşmasına ve dolayısıyla kalıbı tamamen dolduramamasına sebep olur. Bu tarz parçalarının çekirdeklerinin tamamın ya da en az 1/3'ü bakır berilyum malzemeden yapılmalıdır. Bakır berilyum, yüksek ısıl iletkenliği sayesinde, çok çabuk ısınan ve çok çabuk soğuyan bir malzemedir.
• Her su giriş ve çıkışı numaralandırılmalı ve belirtilmelidir.
• Soğutma suyunun dışarı kaçmaması için O-ring kanalları açılmalıdır.
• Belirli aralıklarla soğutma kanalları temizlenmelidir. Kireçlenen kanallar verimli soğutma sağlayamazlar.

 

Resim 23 - Numaralandırılmış su giriş ve çıkışları (dişi plaka)

Resim 24 - Dişi plaka soğutma kanal ve delikleri

Resim 25 - Erkek soğutma sistemi

İtici Sistem

Kalıptan ürünün çıkarılmasında kullanılan itici sistemin bir çok çeşitleri mevcuttur. Bu kalıp tasarımında, ürün sıyırıcı plaka yardımıyla kalıp dışına atılır.

İtici sistem tasarımında dikkat edilmesi gereken önemli noktalar.

• Sıyıcı plaka erkek çekirdek üzerine belirli açı ile oturtulmalıdır. Bu açının 8° olması uygundur.
• 12mm'lik mal kesme bölgesi yeterlidir.
• Sıyırıcı plakanın kalınlığı, plaka ölçüleri ve ortasındaki büyük boşaltmalar dikkate alınarak, çarpılmasını önleyecek değerde seçilmelidir.
• Sıyırıcı plaka ve erkek figürlerin malzemeleri aynı ve aynı sertlikte seçilmemelidir. Bu yanlış zamanla iki parçanın birbirine sarmasına ve deforme olmasına sebep olur.
• Sıyırıcı plakanın önüne ve arkasına, vulkolon konularak , kalıp kapanmasında ses yapması önenir.
• İtici plakaların önüne yay koyarak, sıyırıcı plakanın birden fazla hareket etmesi sağlanabilir.
• Sıyırıcı plakaya kalıp şekline göre en az 3 ve daha fazla sayıda şapkalı burç konulmalıdır.
• İtici plakası konulmayan sadece sıyırıcı plakası olan sistemlerde, sıyırıcı plakasını sınırlandıracak, istenilen mesafeden fazla gitmesini engelleyecek sınırlandırma mekanizması konulmalıdır.
• İtici plakalarının bulunduğu bölgede kalıp plakalarının altına zamanla çökmesi önlemek için, çökertme takozları yerleştirilmelidir.

Resim 26 - Sıyırıcı plaka

 

Resim 27 - İtici (sıyırıcı) sistem

Kalıp Gözlerine Yazılan Yazılar ve Semboller

Kalıp çekirdeklerine yazılan her yazı olduğu gibi ürün üzerine çıkacaktır. Yazılar için özel alet bileme tezgahlarında bilenmiş, yazı pantografları kullanılır. Yazı derinliği istenildiği gibi yapılabilir. Önerilen derinlik 0,3mm'dir. Daha fazla derin yazılar elde dokunma esnasında takılmalar yaratacak ve gereksiz ürün ağırlığını artıracaktır.

Bu yazılar aşağıda listelenmiştir. Bunlardan hangilerinin konulacağına karar verecek olan müşteridir.

• Firma ismi
• Firma logosu
• Firma telefon veya web adresi
• Patent no
• Teknik resim no
• Plastik hammadde adı
• Gıda tüzüğüne uygunluk
• Çamaşır veya bulaşık makinesinde temizlenmeye uygundur veya uygun değildir işareti
• Derin dondurucu , buz dolabı uygunluk işareti
• Maksimum ve minimum kullanım sıcaklık aralığı
• İmalat tarihini gösteren, değiştirilebilen gün ay yıl göstergeleri.
• Geri dönüşüm logosu
• Yukarı tutunuz işareti
• Ürün göz numarası

Resim 28 - Tarih inserti	Resim 29 - Derin dondurucu işareti
Resim 30 - Plastik hammadde sembolü	Resim 31 - Mikrodalga ve bulaşık makinesi işareti