Yığın Kalıplama: Bilmeniz Gereken Her Şey
Yığın kalıplama üretim hızını artırdığı için enjeksiyon kalıplama endüstrisinde tam anlamıyla bir devrimdir. İçinde yığın kalıplarıEn az iki veya daha fazla sıkıştırılmış boşluk, verimliliği artırmak için farklı parçaların tek seferde kalıplanması anlamına gelir. Ancak şimdilik, yığın kalıplama nedir ve özellikle benzerleriyle karşılaştırıldığında nasıl çalışır? Bu makalede, yığın kalıplamayı tanımlayacağız, faydalarına kısa bir genel bakış ve yüksek hacimli üretimi nasıl hızla yeniden şekillendirdiği hakkında bilgi vereceğiz. Bunun yanı sıra, malzemeler, tasarım yönergeleri ve aradaki her şey dahil olmak üzere yığın kalıp enjeksiyon kalıplama süreci hakkında bilgi edineceğiz.
Yığın Enjeksiyon Kalıbı Nedir?
Bir yığın enjeksiyon kalıbı, birden fazla kalıp boşluğunun üst üste istiflenmesiyle üretilen birden fazla ayırma çizgisine veya boşluk "katmanlarına" sahiptir. Kalıptaki her seviye, makinelerin toplam çıktısını aynı anda artıran başka bir boşluk seti içerir. Ek aletlere veya bunları yerleştirmek için gereken gayrimenkullere yatırım yapmaz. Bir parçayı yalnızca bir düzlemde oluşturabilen sıradan kalıpla karşılaştırıldığında, dikey düzlemde yapılandırılmış yığın kalıplar parçayı birden fazla düzlemde oluşturarak daha yüksek üretkenliğe sahip olur.
Yığma kalıplama nasıl yapılır?
İstiflenmiş kalıplama işleminin nasıl yapıldığına dair adım adım bir taslak aşağıda verilmiştir:
1. Kalıp Kapatma
Yığın kalıp bir dizi boşluğa sahiptir ve boşluklar dikey sırada düzenlenerek ayakta dururlar. Makinenin merdanesi salındıkça kalıp kapanır, böylece her bir kademenin boşluğu ve maçası aynı anda hizalanır.
2. Malzeme Enjeksiyonu
Kapatıldıktan sonra erimiş plastik, tek bir yolluk veya sıcak yolluk aracılığıyla kalıp boşluklarına enjekte edilir. Malzeme, çok katmanlı kalıbın her aşamasında her boşluğa girer. Sıcak yolluk sistemlerinin düzeni, malzemenin tüm boşluk derecelerine eşit olarak dağıtılmasını garanti eder.
3. Soğutma ve Katılaşma
Erimiş plastik boşluklara girdikten sonra soğumaya ve katılaşmaya başlar. Kalıbın her bir seviyesi, parçanın bir seferde soğumasını sağlar. Böylece, soğutma her bir boşluk seti için aynı anda yapılabildiğinden döngü süresinin uzatılması gerekmez.
4. Kalıp Açma
Polimer yeterince soğutulduğunda bir sistem kalıbı açar. Kalıp, yığının her seviyesini bir seferde çıkarmak için tasarlanmıştır. Bazı özellikler, parçaların kalıptan kolay ve sorunsuz bir şekilde çıkarılmasını kolaylaştırmak için boşlukların açık olmasını garanti eder.
5. Ejeksiyon
Kalıbın fırlatma sistemi daha sonra katılaşmış parçaları boşluklardan atar ve bir sonraki döngü için hazır boşluksuz bir kalıp bırakır. Aradaki fark, kalıbın her seviyesinin parçalarını bir kerede fırlatması ve böylece tek bir tam döngüde yüksek ciro elde edilmesidir. İlave veya daha karmaşık parçalar, katlanabilir maçalar veya özel ejektör sistemleri kullanılarak kolayca çıkarılabilir.
6. Sürecin Geri Dönüşümü
Ancak çıkarıldıktan sonra kalıp tekrar kapanır ve döngü tamamlanana kadar başka bir işlem turuna devam eder. İstiflenmiş kalıplar daha fazla boşluk seviyesi içerdiğinden, üreticiler döngü başına daha fazla parça üretebilir. Böylece, daha büyük boyut veya tonaj gerektirmeden onları daha verimli hale getirebilirler.
Yığın Kalıp Enjeksiyon Kalıplama için Uygun Malzeme
Özellikle yığın kalıp enjeksiyon kalıplama için doğru malzeme önemlidir. Malzeme, bir yapıdaki tüm boşluklara iyi bir şekilde girmesini sağlamak için akışkan olmalıdır. Dolayısıyla, kullanılan yaygın malzemeler şunlardır:
| Malzeme | Çekme Dayanımı | Erime Noktası | Kalıp Büzülmesi | Ortak Uygulamalar | Özellikler |
| Polipropilen (PP) | 25-40 MPa | 160-170°C | 1.0-2.5% | Ambalaj, otomotiv parçaları, ev eşyaları | İyi kimyasal direnç, yüksek hızlı kalıplama için uygun |
| Akrilonitril Bütadien Stiren (ABS) | 40-60 MPa | 200-260°C | 0.4-0.8% | Tüketim malları, elektronik, otomotiv parçaları | Sert, darbeye dayanıklı, iyi boyutsal kararlılık |
| Polietilen (PE) | 10-30 MPa | 110-130°C | 1.5-3.5% | Şişeler, konteynerler, ambalaj filmi | Düşük yoğunluklu, esnek, hafif uygulamalar için ideal |
| Naylon (PA) | 60-80 MPa | 220-260°C | 0.5-1.5% | Otomotiv parçaları, endüstriyel bileşenler | Yüksek mukavemet ve tokluk ile nem emilimi bir faktördür |
| Polikarbonat (PC) | 55-75 MPa | 260-270°C | 0.5-0.7% | Optik diskler, elektronik, otomotiv lensleri | Mükemmel şeffaflık, darbe direnci, pahalı |
| Polietilen Tereftalat (PET) | 50-80 MPa | 250-260°C | 1.2-2.5% | Şişeler, ambalajlar, endüstriyel bileşenler | Yüksek mukavemet, berraklık, geri dönüştürülebilir uygulamalar için iyi |
| Polistiren (PS) | 30-50 MPa | 210-250°C | 0.4-0.8% | Tek kullanımlık konteynerler, yalıtım, paketleme | Düşük maliyetli, sert ancak kırılgan |
Yığın Kalıp Çeşitleri
İşte farklı uygulamalarda kullanabileceğimiz bazı yaygın yığın kalıp türleri;
1. İki Seviyeli Yığın Kalıp
Tek seviyeli kalıpların iki katı sayıda üretim yapan iki boşluk seviyesine sahiptir. Böylece, ekstra makineler olmadan üretimde artış ihtiyacını karşılamaya yardımcı olurlar. Orta seviye üretim miktarı aralığı için uygun maliyetlidir ve makinelerin kullanımını etkin bir şekilde kontrol eder.
2. Üç Seviyeli Yığın Kalıp
Üretimi üç kat artıran ve verimliliğin çok önemli olduğu endüstrilerde kullanım için etkili olan üç boşluk seviyesine sahiptir. Bunun yanı sıra, boşta kalma süresini en aza indirir ve makinenin etkin alanını genişletmeden son ürün verimini optimize eder.
3. Dört Seviyeli Yığın Kalıp
Bu kalıp, son derece yüksek talep gören parçalar için üretilmiştir ve üretimi döngü başına dört kat artıran dört boşluğa sahiptir. Çok yakın toleransların elde edilmesi gereken büyük miktarlarda malların üretildiği yerlerde kullanım için idealdir.
4. Döner Yığın Kalıp
Elbette, üretim oranlarını artırmak ve döngü süresini kısaltmak için çeşitli kademelerde kalıplama ve soğutma yapmak üzere birden fazla plaka seti yapılandırılır. Bu sistem, tek bir döngüde birkaç görevi yerine getirdiği için işlevinde daha verimlidir.
5. Dizin Plakası Yığın Kalıbı
Döngü boyunca, her seviye tek bir kalıpta çok aşamalı işlemlere izin veren yeni bir konuma geçer. Çeşitli döngülerde farklı işlemlere ihtiyaç duyabilecek sözleşmeli parçaların imalatı için kullanışlıdır.
6. Katlanabilir Çekirdek Yığın Kalıbı
Dişler veya alt kesimler gibi karmaşık kompakt bölümlere sahip nesnelerin dışarı atılması için idealdir. Parça üzerinde bir etkiye neden olmadan kalıptan çıkarılması zor olabilecek karmaşık plastik parçalar üretmek için mükemmel çalışır. Böylece çekirdekler, katmanların birbirine yapışması veya çekirdeğin çıkarma sırasında üstteki katmanda sürüklenmesi olasılığını azaltır.
7. Hibrit Yığın Kalıp
Yığın kalıplar, bazen tandem veya döner kalıplar olarak bilinen iki veya daha fazla kalıptan oluşan ve diğer kalıplama teknikleriyle hibrit yığın kalıpları olan özel kalıplardır. Bu tasarım, kalıplama işlemleri tek bir kalıpta yapıldığı için parça üretimini mümkün kılar. Böylece, tek bir döngüde farklı özelliklere sahip karmaşık bileşenleri şekillendirebilen çok işlevli bir sistem ortaya çıkar.
Yığın Kalıplar ile Tandem Kalıplar Arasındaki Karşılaştırma
Burada yığın kalıpları tandem kalıplarla karşılaştırmak için kısa bir tablo bulunmaktadır;
| Özellik | Yığın Kalıpları | Tandem Kalıplar |
| Kalıp Yapısı | Dikey olarak istiflenmiş birden fazla boşluk seviyesi. | Yan yana çalışan iki kalıp. |
| Operasyon | Tüm boşluk seviyeleri aynı anda doldurulur ve dışarı atılır. | Kalıplar dönüşümlü olarak çalışır, biri dolarken diğeri soğur. |
| Çevrim Süresi | Tekli kalıplara kıyasla ~20-30% daha kısa çevrim süresi. | Dönüşümlü kalıp işlemleri nedeniyle ~10-20% daha uzun. |
| Üretim Çıktısı | Yüksek çıkış (kalıp seviyelerine bağlı olarak 2x, 3x, 4x). | Orta düzeyde çıktı artışı (tek bir kalıba kıyasla 1,5 kat ila 2 kat). |
| Parça Karmaşıklığı | Basit ve orta derecede karmaşık parçalar için en iyisi. | Daha karmaşık parçalar veya çok aşamalı işlemler için uygundur. |
| Malzeme Kullanımı | Tüm boşluk seviyelerinde paylaşılan tek yolluk sistemi. | Her kalıp için ayrı yolluk sistemleri gerekebilir. |
| Enerji Verimliliği | Daha verimli (eşzamanlı işlemler sayesinde ~10-15% enerji tasarrufu). | Dönüşümlü işlemler nedeniyle biraz daha az verimli. |
| İdeal Kullanım Örneği | Aynı parçaların yüksek hacimli üretimi. | Karmaşık parçaların üretilmesi farklı kalıplama aşamaları gerektirir. |
Yığın Kalıplarınız için Doğru Manifold Sisteminin Seçilmesi
İşte istif kalıpları için doğru sistemi seçmenin bazı yolları;
- Çoklu Kaviteler: Birimi azaltmak için benzer ürünlerin üretilmesini sağlar enjeksiyon kalıplama maliyeti ve verimi artırır.
- Kompakt Tasarım: Boşlukların dikey kolonlarda tahsis edilmesi, özellikle sınırlı alana sahip bir tesiste zemin alanını azaltır.
- Geliştirilmiş Soğutma Verimliliği: Karşı akışlı geleneksel ve birleşik soğutma yapıları tüm boşluklarda verimli soğutma sağlar. Bunun yanı sıra, daha düşük çevrim süresine ve daha iyi parça kalitesine sahiptir.
- Basitleştirilmiş Fırlatma Mekanizması: Gelişmiş fırlatma yöntemleri, parçalara herhangi bir zarar vermeden parçaların koparılmasına yardımcı olur.
- Hot-Runner Teknolojisi: Strafor malzeme israfını azaltır ve plastik, boşluklara girmeden önce erimiş halde tutulduğundan eşit dolumu garanti eder.
Yığın kalıplar için manifold sistemi seçimi
- Malzeme Uyumluluğu: Manifold sisteminin yapısının ve işlevselliğinin, devre kartının imalatında kullanılan belirli malzemelerin akış özelliklerini ve termal özelliklerini karşılayıp karşılamadığını kontrol edin.
- Akış Dağılımı: Basınç kaybını önlemek için malzemenin tüm seviyelere eşit dağılımını sağlayacak bir tasarıma sahip bir boşluk seçin
- Sıcaklık Kontrolü: Parçanın viskozitesini veya malzeme kalitesini etkilemek için sıcaklığı kontrol eden sistemi seçin.
- Bakım Kolaylığı: Ürünler düzenli bakım ve temizliğe ihtiyaç duyduğundan demonte edilebilen bir tasarım seçin.
- Ölçeklenebilirlik: Gelecekteki üretime uygun olarak derhal değiştirilebilecek veya eklenebilecek bir manifold sistemi için araştırma.
İstif Kalıplarının Uygulamaları
İstif kalıpları, yüksek hacimli üretim gerektiren endüstrilerde yaygın olarak kullanılır:
- Araç yapısı ve iç mekanları veya araç bileşenleri ve muhafazaları.
- Tüketici ürünleri (ambalajlar, kapaklar)
- Diğer (şırıngalar, kapaklar)
- Elektronik (muhafaza, bağlantı)
Yığın Kalıpların Avantajları
- Üretim kapasitesinde yüzde bin oranında artış
- Verimli malzeme kullanımı
- Azaltılmış işgücü maliyetleri
- Bu genellikle çeşitli tesislerin taban alanı gereksinimlerinin en aza indirgenmesiyle sonuçlanır.
- Yüksek yatırım getirisi
Yığın Kalıpların Dezavantajları
- Daha yüksek ön maliyet
- Karmaşık kalıp tasarımı ve sık onarım ihtiyacı
- Bunlar, daha hassas ve daha gelişmiş makineler tarafından kontrol edilen daha yüksek bir yöntem gerektirir.
- Uygun şekilde dengelenmezse parça kalitesinin yanlış olması olası bir durumdur
Yığın Kalıplama ile İlgili Yanlış Bilinenler.
- Efsane: Yığın kalıplar küçük işletmeler için çok pahalıdır. Gerçek: Bu, ilk prosedürde her zaman maliyetli bir iştir, ancak uzun vadede çok fazla sarf malzemesi ve üretim zamanından tasarruf edilmesine de yardımcı olur.
- Efsane: Yığın kalıplar parça kalitesinin dezavantajıdır. Gerçek: İyi tasarım, belirli bir parçanın boşluk seviyesinden bağımsız olarak aynı kalitede olması gerektiğini belirtir.
Yığın Kalıplar için İdeal Kullanım Alanları
Yığın kalıplar, ısıtılan kalıbın sık sık değiştirilmesini gerektiren ortamlarda, yükün kalıp boyutuna göre nispeten büyük olduğu durumlarda ve kalıbın periyodik olarak soğutulmuş bir kalıpla değiştirileceği uygulamalarda idealdir.
Yığın kalıplar, özellikle üretim çalışmalarında büyük miktarlarda bir parçanın gerekli olduğu durumlar için en uygun olanlardır. Bunlar özellikle ambalaj endüstrisi, özellikle tüketici ambalaj ürünlerinin üretimi ve tıbbi cihaz endüstrisi gibi büyük hassasiyet gerektiren endüstrilerde önemlidir.
Çözüm
Sonuç olarak, Yığın kalıplama, özellikle yüksek üretim hattı endüstrisinde, üretim hattındaki birçok ürünün üretim oranını büyük ölçüde artırabilen en etkili üretim tekniklerinden biridir. Bununla birlikte, yığın kalıplar, daha düşük bir enjeksiyon kalıplama birim maliyetiyle yüksek üretim değerinin gerçekleştirilmesine yardımcı olmak için makinelerin boyutunu büyütmeden boşlukların yoğunluğunu artırabilir. Bu nedenle, türleri, malzemeleri ve tasarım hususlarını bilin. Böylece yığın kalıplamanın avantajlarını en üst düzeye çıkarabilirsiniz.
Sıkça Sorulan Sorular
Yığın kalıp enjeksiyon kalıplama nedir?
Bu yöntemde birkaç boşluk kullanılarak birden fazla kalıplama parçaları döngü başına bir kez.
İstif kalıplarında hangi malzemeler kullanılabilir?
PP, ABS ve Naylon mevcut cilalı malzemelerden bazılarıdır.
Yığın kalıplar ile tandem kalıplar arasındaki fark nedir?
Yığın kalıplar birbirine benzeyen parçaları aynı anda yaparken, ikinci tip kalıplar olan tandem kalıplar parçaları farklı aşamalarda oluşturur.
Yığın kalıplama hangi sektörlerde kullanışlıdır?
Otomotiv, ambalaj, medikal ve elektronik üreticileri gibi hemen hemen her türden üretici.
Sıcak yolluk teknolojisi yığın kalıplamayı nasıl geliştirir?
Malzeme israfını azaltır ve duvar boşluklarının düzgün bir şekilde tamamlanmasını sağlar.
Yığın kalıplar pahalı mı?
Maliyetleri başlangıçta diğer makinelerden daha yüksektir, ancak üretim verimliliği çok daha yüksektir.