Plastik Enjeksiyon Prosesinde Elyaf Yönlenmesinin İncelenmesi

Abstract

Plastik parça imalatında kullanılan hammaddeler oldukça geniş bir yelpazeye sahiptir. Ayrıca ana polimer gruplarının altında bir takım katkılar ile fiziksel özellikleri kuvvetlendirilmiş alt polimer türleri geliştirilmiş ve halen geliştirilmeye devam edilmektedir. Plastik katkılarının en önemlilerinden biri hiç şüphe yoktur ki kullanıldığı malzemenin mukavemetini ciddi oranda arttıran cam elyafıdır. Plastik enjeksiyon için üretilen termoplastik granüllerinde kısa lifler kullanılmaktadır. İmalatı yapılacak olan parçanın mukavemetinde, bu kısa liflerinin ne yönde yoğunluk gösterecekleri çok önemlidir. Elyaf yönlenmelerinde akış geometrisi önemli bir rol oynamaktadır. Dolayısıyla akış geometrisini belirleyen unsurlardan en önemlisi olan yolluk giriş noktası, elyaf takviyeli malzemelerin mekanik özelliklerinde etkilidir, ve kalıp tasarımı esnasında bu kriter göz ardı edilmemelidir. Bu çalışma da plastik enjeksiyon ile imal edilen cam elyafı takviyeli bir plastik parçada liflerinin yönlenmesi araştırılmıştır. Bu amaç ile örnek bir parça üzerinde sayısal ve deneysel incelemeler yapılmıştır. İmal edilen parçadaki elyaf yönlenmesi sayısal çözümler ile karşılaştırılarak gerek kalıp tasarımı esnasında kullanılan sayısal benzetimlerin kullanışlılığı, gerekse elde edilen parçanın malzeme özellikleri irdelenmiştir. Enjeksiyon kalıbı tasarımında kullanılan sayısal benzetimlerin, yolluk giriş noktasının seçimi sayesinde elyaf yönlenmesini yönetmede nasıl kullanılacağı tartışılmıştır.

There exists a wide range of raw material choices in plastic part production. Furthermore, under than the main polymer branches, sub branches were and being improved with additives which changes the physical properties of the plastic parts. One of the most important additive, with no doubt, is fiber, which improves the strength of the parts significantly. Thermoplastic granules, used in plastic injection, are produced with short fibers. Short fiber orientation is very important for the strength of the part. Flow geometry takes the major role in orientation. Most important fact which affects the flow is the gate location, has an influence on the mechanical properties of the materials with fiber additives. This point must be considered in mold design. In this thesis, fiber orientation in a plastic part with fiber additive was studied. For this purpose, numerical and experimental studies were done on a sample plastic part. Numerical predictions were compared with the actual produced parts; both the numerical simulations being used for mold design and material properties were examined. How numerical simulations should be used in deciding the injection point, correspondingly affecting the fiber orientation, was discussed.