Asetal enjeksiyon kalıplama veya POM enjeksiyon kalıplama Yüksek derecede işlenmiş bir termoplastik malzeme olan Polioksimetilenden (POM) üretilen parçalar. POM homopolimer veya kopolimer asetal formunda olabilir. Homopolimer asetal, kristal yapısı nedeniyle yüksek mukavemet sergiler. Bununla birlikte, oldukça spesifik erime noktasının bir sonucu olarak sorunlu olabilir. Kopolimer asetal, daha geniş işleme penceresi nedeniyle kalıplanması daha kolaydır. Kristal yapısı daha az düzenli olduğu için mekanik olarak önceki malzemeden daha az güçlüdür.

Bazı tanınmış tedarikçiler kopolimer asetaller sunmaktadır. Saygın bir malzeme sağlayıcısı olan DuPont ise sadece gelişmiş özelliklere sahip bir homopolimer olan Delrin® sunmaktadır. Delrin® kaliteleri güçlerine, sertliklerine, viskozitelerine ve dirençlerine göre kategorize edilir. Hem enjeksiyon kalıplama hem de CNC işleme ile uyumludur. Asetal kalıp ürünleri/parçaları otomotiv, medikal ve sıvı taşıma sektörlerinde hayati önem taşımaktadır.

Bu makale öncelikle asetal plastik enjeksiyon kalıplama, POM özellikleri, faydaları ve POM'dan parça imalatı için tasarım yönergelerine odaklanmaktadır. Ayrıca, asetal enjeksiyon kalıplama projeniz için en uygun sonuçlar için bir Enjeksiyon Kalıplama Tasarım Kılavuzu, belirli öneriler ve tavsiyeler sunacağız.

Asetal Nedir?

Polioksimetilen (POM) olarak da bilinen asetal, sert ve yüksek performanslı bir termoplastiktir. Mühendislik uygulamaları için yaygın olarak kullanılan yarı kristal bir malzemedir. Asetal polimerler, CH2O moleküler formülünün uzun zincirlerinin bağlanmasıyla oluşturulur. Ek işlevsellik sağlamak için bazı kopolimer monomerler de dahil edilir. Asetal, yapısına bağlı olarak doğada homopolimer veya kopolimer olabilir.

En iyi bilinen homopolimer asetal DuPont™ Delrin®'dir. Asetal plastikler yüksek mukavemet ve sertliğe sahiptir, bu da onları yüksek mukavemet ancak düşük esneme gerektiren uygulamalar için ideal kılar. Bu plastikler aynı zamanda düşük sürtünme ve yüksek aşınma oranlarına sahiptir. Düşük su emiciliği, asetalin boyutsal değişikliklere karşı mükemmel dirence sahip olmasını sağlar. Bu nedenlerden dolayı asetal, birçok kullanım için metallerin yerine kullanılır.

Asetal/POM Malzeme Özellikleri

Tablo: Çeşitli asetal kalitelerinin özellikleri

Yukarıdaki tablo, yukarıda belirtilen POM ticari isimlerini özellikleriyle birlikte sunmaktadır. Homopolimer Delrin® 100, polimerdeki daha yüksek kristallik derecesi nedeniyle en yüksek gerilme mukavemetine sahiptir. POM çok iyi gerilme ve eğilme mukavemeti ile karakterize edilir, ancak yüksek oranda büzülme ile karakterize edilir. Uygulama gereksinimlerine bağlı olarak, belirli POM kaliteleri mukavemet, korozyon veya UV direncini artırmak için dolgu maddeleri içerebilir.

POM Enjeksiyon Kalıplamanın Artıları

Asetal, arzu edilen mühendislik özellikleri ile yüksek performansa sahiptir. Malzeme strese maruz kaldığında yüksek yorulma ve sürünme mukavemetleri sunar. Yüksek mekanik mukavemet, havacılık ve otomotiv gibi farklı hassasiyet gerektiren sektörler için idealdir. Düşük sürtünme, POM'un uzun bir süre boyunca çok küçük bir aşınma seviyesine sahip olmasına yardımcı olur. Ayrıca, asetal paslanmaz/korozyona uğramaz ve yüksek sıcaklıklarda da çalışabilir.

Yorgunluk Direnci

Asetal enjeksiyon kalıplama parçaları, tekrarlayan stres döngülerine maruz kaldığında iyi performans özelliklerine sahiptir. Dişliler gibi yük taşımanın sabit olduğu durumlarda en uygun olanıdır. Böylece homopolimer POM, kopolimerlere göre daha iyi yorulma dayanımı sağlar. Bu kendine özgü özellikler, yüksek stres koşullarında uzun vadeli güvenilirliğe sahip olmayı mümkün kılar. Yorulma mukavemeti, POM'u mekanik parçaların istendiği uygulamalarda kullanım için uygun hale getirir.

Sürünme Direnci

POM kalıplanmış parça, uzun vadede mekanik yüklere maruz kaldığında boyutsal kararlılık sergiler. Sabit gerilime maruz kaldığında bile kalıcı deformasyona uğrama eğilimi çok düşüktür. Bu özellik POM'u yük taşıyan uygulamalarda kullanım için uygun hale getirir. Malzemede sünme olmaması da onu yapısal uygulamalar için ideal hale getirir. Bu, POM'un basınç altındaki performansının çok güvenilir bir alanıdır.

Yüksek Mukavemet

POM enjeksiyon kalıplama parçaları en iyi gerilme ve eğilme özelliklerini sağlar. Malzeme, yüksek performanslı mekanik parçalarda gereken sertliği sağlar. POM'un homopolimer versiyonları kopolimerlere kıyasla daha da yüksek mukavemet gösterir. Bazı yaygın kullanım alanları arasında konveyörler ve güvenlikle ilgili bileşenler yer alır. POM mekanik özellikleri, çeşitli uygulamalara izin vermek için oldukça çok yönlüdür.

Düşük Sürtünme

POM'un düşük sürtünmesi kayar elemanlarda aşınma ve yıpranmayı azaltır. Malzeme, çok az hareket değişiminin söz konusu olduğu alanlarda kullanım için çok uygundur. Sürtünmeyi azaltmaya yönelik doğal eğilimi nedeniyle minimum bakım gerektirir: POM'un aşınmaya karşı bu yeteneği, kalıp parçalarının ömrünü oldukça uzun tutar. Bu nedenle, genellikle düşük sürtünmenin gerekli olduğu yerlerde uygulanır.

Gıda Güvenliği

Gelişmiş POM gıda sınıfı malzeme, gıda ile temas eden ürünler için geçerli güvenlik standartlarını karşılar. POM, gıda işleme makine ve ekipman üreticileri tarafından da kullanılabilir. FDA, USDA ve sıkı güvenlikle ilgili tüm yasal ve düzenleyici gerekliliklere uygundur. Toksik olmaması nedeniyle POM, bu sektörlerde kullanılmak için çok uygundur. asetal enjeksiyon kalıplama parçası, güvenilirliği ve güvenilirliği nedeniyle gıda işleme ekipmanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Boyutsal Kararlılık

Asetal enjeksiyon kalıplama ürünleri, kalıplama işlemlerinden soğuduktan sonra doğru boyutları içerir. Kalıplama sırasında büzülme oranı nispeten yüksektir, ancak sonrasında neredeyse tekdüze kalır. Boyutsal kararlılık otomotiv ve elektronik gibi sektörlerde önemlidir. POM enjeksiyon kalıplama parçaları mekanik uygulama ve basınç sırasında boyutsal olarak sabit kalır. Bu özellik hassas bileşenler için bir ön koşuldur.

Korozyon Direnci

POM, yakıtlar ve çözücüler gibi çoğu kimyasal maddeye karşı nispeten bağışıktır. Kimyasallarla temas edebilecek yerlerde en iyi şekilde kullanılır. Örneğin, silindirik depolama tankları. Ancak malzeme güçlü asit ve bazlardan etkilenir. POM kimyasal saldırılara karşı iyi dayanır ve bu nedenle sıvı yönetiminde kullanım için doğru malzemedir. Ayrıca iyi ve istikrarlı kimyasal direncin yanı sıra zorlu koşullarda uzun bir hizmet ömrüne sahiptir.

Isı Direnci

POM, 105°C'ye kadar yüksek sıcaklıklara sahip alanlarda kullanıma dayanabilir. Homopolimer kaliteler kopolimerlere göre daha yüksek ısı patlamalarına dayanır. Amaçlanan özellik, değişen sıcaklık koşullarına maruz kalan bileşenler için çok önemlidir. Bu özellik, yüksek sıcaklıklara toleransı nedeniyle POM'u endüstrilerde kullanım için uygun hale getirir. Kullanılan malzemelerin doğru seçimi, termal iklimlere dayanma kabiliyeti anlamına gelir. Şunlar için yüksek sıcaklık plastiği daha fazla yüksek sıcaklık malzemesi tanımak için pgae.

POM Enjeksiyon Kalıplama Tasarımında Dikkat Edilmesi Gereken Temel Hususlar

Enjeksiyon kalıplama asetal paslanmaz çelik kalıpların kullanımını tercih etmektedir. Kullanılan malzemenin korozif etkisi vardır. Bu nedenle kullanılan kalıplar güçlü ve dayanıklı olmalıdır. Yüksek büzülme, hassas parçalar elde etmek için keskin bir kalıp tasarımı gerektirir. POM otomotiv, endüstriyel ve tıbbi parçalarda yaygın olarak uygulanmaktadır. Bu nedenle, kalıplama doğru şekilde yapılmalıdır ve bu durumda, hassasiyet derecesinin ve kaliteli çıktının yüksek olmasını sağlayacaktır. POM enjeksiyon kalıplama için tasarım yaparken bazı özellikleri dikkate almak önemlidir.

Duvar kalınlığı 0,030 ve 0,125 inç aralığında olmalıdır. Kalınlık değişimini minimumda tutarak, parçanın tek tip bir kalınlığa sahip olmasını sağlamak mümkündür. Toleransların yönetimi çok önemlidir çünkü şirketin büzülme oranı yüksektir ve bu durum POM örneğinde açıkça görülmektedir. Özellikle maksimum stresin yaşandığı bölgelerde yarıçaplar en aza indirilmelidir. Fırlatma pürüzsüz olduğu için 0,5 ila 1 derece arasında değişen çekim açıları idealdir.

Duvar Kalınlığı

Duvar kalınlığının enjeksiyonla kalıplanmış POM parçalarının kalitesi üzerinde doğrudan etkisi vardır. Daha kalın bölümler parçanın bir şekilde bükülmesine veya büzülmesine neden olabilir ve bu arzu edilmeyebilir. Bu şekilde genel yapı iyileştirilir ve tutarlı bir kalınlık sağlanır. Bununla birlikte, aşırı ince duvarlar zor olsa da belirli sınırlar içinde kalmalıdır. Duvar kalınlığı yapısal uygulamalarda hayati bir rol oynar ve iyi yapılırsa yüksek basınçlara güvenilir bir şekilde dayanmaya yardımcı olur.

Toleranslar

POM yüksek büzülme gösterir ve bu da yakın tolerans içinde olması gereken POM kalıplama parçaları üzerinde çalışırken bir zorluk haline gelebilir. Özellikle, daha kalın duvarların tolerans sapması olasılığını artırdığı bulunmuştur. Boyutların tutarlı olmasını sağlayacağından, eşit ölçümler sağlamak için tasarım yapmak kötü bir fikir değildir. Her zaman düzgün kalıplamanın bir yolu vardır ve bu, toleransların kabul edilebilir sınırlar içinde olmasını sağlayacaktır. Boyut değişikliklerinden kaynaklanan sorunlar planlama ve kontrol ile iyi yönetilir.

Yarıçaplar

Parça tasarımlarındaki yarıçaplar, parçanın kullanımındaki stres yoğunluğunu en aza indirmeye yardımcı olur. Keskin köşeler her zaman bir sorundur çünkü bunlar bir yapının daha az dayanıklı olmasına neden olabilecek noktalardır. Yarıçapların dahil edilmesiyle bu yüksek stresli alanlar en aza indirilir ve böylece parçanın ömrü artar. Yarıçaplar boru duvarının nominal kalınlığının 0,25 katına eşit veya daha büyük olmalıdır. Daha küçük yarıçaplar gerilimi azaltır; ancak 75%'ye kadar daha büyük yarıçaplar daha iyi gerilim dağılımı sunar.

Taslak Açısı

Minimum çekim açıları ile yüksek POM parça fırlatma elde etmek mümkündür. POM düşük sürtünmeye sahiptir, ayrıca 0,5 derecelik çekim açılarına sahip olma olasılığı vardır. Dişliler gibi parçalarda, tasarım özelliklerini karşılamak için sıfır çekimin gerekli olmayabileceği düşünülebilir. Taslaklar, parçaların kalıplardan en az zararla veya hiç zarar görmeden ayrılmasının zorluğundan kaçınmaya yardımcı olur. İyi taslak tasarımı, verimli üretim ve üretilecek parçanın daha kaliteli olmasını sağlar.

POM Malzeme İşleme Zorlukları

POM'un işlenmesini zorlaştıran nedir? Belirli belirleyiciler onun en iyi şekilde çalışmasına karar verir. POM'un yüksek termal koşullara karşı toleransı az veya düşüktür. Enjeksiyon kalıplama sırasında kalıp operatörleri tarafından çeşitli faktörler dikkate alınır. Bu faktörler ısı kontrolü, nem seviyesi, kalıplama parametreleri ve büzülmedir. Bu unsurlar, yüksek kaliteli POM enjeksiyon kalıplama parçalarının başarılı bir şekilde üretilmesi için önemlidir.

Isı

POM enjeksiyon kalıplamada yönetilmesi gereken en kritik hususlardan biri ısıdır. Malzeme 210°C'den daha yüksek bir sıcaklıkta ısıtıldığında termal bozulmaya uğrar. Bu bozulma, korozif olan ve enjeksiyon kalıbını etkileyen yan ürünlerin oluşmasına neden olur. En iyi sonuç için kalıp sıcaklığı 60-100°C arasında olmalıdır. Ayrıca, kısa ısıtma döngüleri de faydalıdır çünkü malzemeyi çok fazla zorlamazlar. Sıcaklıktaki artışla birlikte, kaliteyi elde etmek için bekleme süresinde bir azalma da eşlik etmelidir.

Nem

POM'un nem emilimi oldukça düşüktür ve 0,2 ila 0,5% arasındadır. Bununla birlikte, en iyi sonuçları almak için POM reçinesinin işlenmeden önce kurutulması tavsiye edilir. Kurutma süresi, POM sınıfına bağlı olarak normalde 3 ila 4 saat arasındadır. Bu, kusur oluşumunu azaltmak için kalıplama sırasında nem seviyelerinin düşük olması açısından önemlidir. Dikkatli hazırlık, enjeksiyonlar sırasında nemle ilgili sorunları önler.

Kalıplama Parametreleri

POM enjeksiyon kalıplama için doğru kalıplama parametresi korunmalıdır. Belirlenen başarılı enjeksiyon basıncı, deneyin iyi tekrarlanabilirliğini sağlamak için 70 ila 120 MPa arasındadır. Parçanın düzgün bir şekilde üretilmesini sağlamak için orta ila yüksek bir enjeksiyon hızı da arzu edilir. Kalıplanmış parça kontrolü, kalıplanmış parçaların belirli özellikleri karşılamasını sağlamak için uygun parametre kontrolü gerektirir. Bu parametreleri yakından takip ederek nihai ürünün kalitesini artırmak mümkündür.

Büzülme

Büzülme, Delrin® de dahil olmak üzere POM malzemelerinde olağan bir sorundur. Büzülme oranları genellikle döngünün soğutma aşamasında yüzde 2 ila 3,5 arasındadır. Büzülmenin büyük kısmı parça hala kalıp içindeyken, geri kalanı ise fırlatma sonrasında gerçekleşir. Takviye edilmemiş homopolimer POM, kopolimer malzemelere göre daha fazla büzülme gösterir. Bu büzülme oranları, istenen boyutları karşılamak için kalıp tasarımında dikkate alınmalıdır.

Asetal Enjeksiyon Kalıplamanın Dezavantajları

Asetal kalıplama çeşitli avantajlar sunmasına rağmen. Aynı zamanda sınırlamaları ve dezavantajları da vardır. Buna ek olarak, asetal kalıplar birçok zorlukla birlikte gelir. Şirketlerin iyi kalitede son kullanım ürünleri elde edebilmeleri için bu sınırlamalar kalıplama sürecinde dikkatle değerlendirilmelidir.

Kötü Hava Koşullarına Dayanıklılık

Asetal, bozulmaya karşı oldukça hassastır. Normalde, ultraviyole ışığa veya UV ışığına maruz kaldığı durumlarda. Bunun nedeni, sürekli maruz kalmanın büyük renk değişimlerine neden olabilmesi ve sonunda performanslarını etkileyebilmesidir. UV, estetik değeri bozar ve malzemeyi fiziksel olarak zayıflatır. Dahası, UV radyasyonu polimerlerin yapısını bozar. Bu nedenle, asetalin hava koşullarına karşı direncini artırmak için stabilizatörlerin kullanılması gerekir. Bu stabilizatörler açık havada uzun süreler boyunca bozulmayı tam olarak önleyemeyebilir, bu da asetalin dış mekan kullanımlarında kullanılmasını engeller.

Kırılganlık

Asetal katı haldeyken oldukça dayanıklıdır ve yüksek sertliğe sahiptir, ancak özel koşullar altında kırılgan arızaya uğrar. Sıcaklık Düşük sıcaklık asetalin malzeme karakteristiğini etkiler ve bir darbeye maruz kaldığında çatlamaya veya kırılmaya eğilimli hale getirir. Bununla birlikte, bu kırılganlık, özellikle düşük sıcaklıklarda yüksek darbe mukavemetinin istendiği tüm uygulamalarda bir dezavantajdır. Asetalden kalıplanan ürünlerin kırılmadan darbeye dayanabilecek şekilde tasarlanmasında önemli zorluklar vardır.

Asetal kalıplama işleminin parçaların mekanik özellikleri üzerindeki etkileri ile ilgili olarak, dikkate alınması gereken hususlar vardır.

Asetal Enjeksiyon Kalıp Tasarımı

Asetal malzeme kullanarak bir uygulama tasarlarken kalıbı doğru yapmak önemlidir çünkü son ürünün kalitesini ve stabilitesini belirler. İşte takip edilmesi gereken bazı temel tasarım yönergeleri:

• Yolluk Çapı: Enjeksiyon sırasında malzemenin kolay akışını sağlamak için yolluk çapının 3 ila 6 mm arasında olması önerilmektedir.
• Kapı Uzunluğu: İdeal olarak, malzemenin veriminin uygun şekilde düzenlenmesini sağlamak için kapı uzunluğu yaklaşık 0,5 mm olmalıdır. Kalıbın homojenliğini artırır, böylece kalıbı malzeme ile doldururken herhangi bir kusur oluşmaz.
• Yuvarlak Kapı Çapı: Bu, kalıplanan parçanın kalınlığının yarısı ile altı katı arasında olmalıdır. Kapıların doğru şekilde boyutlandırılması, kısa atışlar ve kaynak çizgileri gibi durumları ortadan kaldırır.
• Dikdörtgen Kapı Genişliği: Tasarım gereği, dikdörtgen kapıların genişliği ürün kalınlığının en az iki katı olmalıdır. Bu ideal olarak, teknenin yapısal takviyesi söz konusu olduğunda duvar kalınlığının yaklaşık 0,6 katı olmalıdır.
• Taslak Açısı: Yüzeyde herhangi bir aşınma olmadan kalıplanmış parçanın doğrudan çıkarılması için 40 ila 1 30'luk bir kalıp açısı önerilmektedir.

Ön Kurutmalı Asetal Malzeme

Yüksek nem emme değerine sahip olsa bile, asetal parçanın reçine için enjeksiyon kalıplamadan önce önceden kurutulması önerilir. Ön kurutma, boşluk veya kabarcık oluşumu gibi yıkıcı olan bazı nem türlerinin varlığını da azaltır. Kurutma işlemi 80-100°C sıcaklıkta olmalı ve 2-4 saat sürmelidir. Doğru kurutma, malzemelerin çeşitli özelliklerinin korunmasına yardımcı olmanın yanı sıra tıkaçsız kalıplamayı kolaylaştırdığı için de önemlidir.

Asetal Kalıplama Sıcaklık Kontrolü

Asetal enjeksiyon kalıplama söz konusu olduğunda, gelişmiş sonuçlar için hem nemi hem de eriyik sıcaklığını korumak çok önemlidir. Kalıp sıcaklığı 75 ila 120 santigrat arasında, eriyik sıcaklığı ise 190 ila 230 santigrat (sırasıyla 374 ila 446 Fahrenheit) arasında tutulmalıdır. Doğru sıcaklık düzenlemesi gibi parametreler, bozulma büzülme ve hatta kötü yüzey kalitesi gibi sorunları da yönetir. Termal koşulların doğru bir şekilde düzenlenmesi, homojen bir şekilde soğutmaya yardımcı olur ve bu nedenle nihai ürünün boyutsal özelliklerini iyileştirirken gerilimleri en aza indirir.

Enjeksiyon Basıncı

Her malzeme, belirli parça kalitesini sağlamak için ulaşılması gereken belirli bir enjeksiyon basıncı gerektirir. Basınç aralığı, asetalin eriyik akış hızına ve yolluk kapısı ile parçanın kalınlık ve boyutlarına bağlı olarak 40-130 MPa aralığındadır. Basınç düşük olduğunda, kalıp yetersiz doldurulabilir ve basınç yüksekse, parlama veya diğer kusurlar olması muhtemeldir. Optimum basınç, uygun parça oluşumunun sağlanması ve kusurların ortadan kaldırılması için önemlidir.

Enjeksiyon Kalıplama Hızı

Enjeksiyon hızı da asetal kalıplama sürecini büyük ölçüde etkileyen bir diğer unsurdur. Su birikintisi oluşumuna bağlı olarak, kalıp doldurulurken kusur oluşmasını önlemek için kalıp enjeksiyon hızı orta ila hızlı arasında değişir. Yavaş hız durumunda, yüzeyde akış izleri veya yüzey kusurları görülür. Öte yandan, yüksek hız, çoğu parçanın mukavemeti ve yüzey kalitesi için kötü olan jetleme veya kesme aşırı ısınması olarak adlandırılan duruma yol açabilir. Enjeksiyon hızının değiştirilmesiyle, kalıplama kusurları ortadan kaldırılabilir ve kalıplama verimliliği artırılabilir.

Bu hususlar, üreticilerin parametreleri ve ortaya çıkan sorunları kontrol ederek asetal enjeksiyon kalıplı parçalarının verimliliğini artırmalarına olanak tanır. Dezavantajlarından kaçınırken asetalin olumlu özelliklerinden en iyi şekilde yararlanmak için kalıp tasarımı, malzeme kullanımı ve sürecin belirli yönleri ince bir şekilde ayarlanmalıdır.

Çözüm

Asetal veya poli̇oksi̇meti̇len enjeksiyonla kalıplanmış bir tür yarı kristal termoplastiktir. Bu malzeme genellikle burçlar, rulmanlar, dişliler ve zincir dişlileri gibi mekanik parçalarda kullanılır.

Metaller ve diğer plastiklerle karşılaştırıldığında asetal düşük sürtünme katsayısına ve yüksek sertliğe sahiptir. Bu özellikler aşınma özelliklerini büyük ölçüde iyileştirir ve böylece ortaya çıkan ürünler uzun ömürlü olur.

Tüm bu özellikler asetali birçok mühendislik uygulaması için tercih edilen bir malzeme haline getirmektedir. Ekipmanın uygun şekilde işlenmesi ve tasarımı, farklı endüstrilerdeki verimliliklerini ve dayanıklılıklarını artırır.

Asetalin üretim süreçlerine dahil edilmesi, daha yüksek verimlilik ve mekanik ekipmanların bakım sıklığının azalmasıyla sonuçlanabilir.