
Düşük Üretim Hacimli Enjeksiyon Kalıplama İçin 3B Baskı ile Hızlı Kalıp İmalatı
Şu kitabın bölümü:
Engin,
K.
E.
(ed.)
2025.
Makine Mühendisliğinde Yenilikçi İmalat Teknolojileri ve Malzeme Bilimi.
Özet
Enjeksiyon kalıplama, polimerik parçalar üretmek için en yaygın üretim yöntemlerinden biridir. Genellikle, seri üretim için çoğu kalıp, uzun takım ömrü sağlayan takım çeliğinden veya daha düşük basınçlar için alüminyum alaşımından yapılır. Ancak, bu malzemelerden üretilen kalıpların önemli dezavantajları; uzun imalat süreçleri ve maliyetleridir. Özellikle istenilen geometri ve yüzey kalitesinin elde edilmesi klasik talaşlı imalat teknolojilerinin beraberinde elektriksel erozyon (EDM) veya elektro-kimyasal (ECM) işleme teknolojilerinin kullanılmasını gerektirir. Bu durum, prototip üretimi veya küçük partiler (küçük üretim hacmi) için takım maliyetlerinin üstesinden gelmeyi gerçekten zorlaştırır. Prototip için eklemeli imalat yöntemlerinin kullanılması önemli bir avantaj sağlasa da, eklemeli imalat yöntemi ile imal edilen parçaların mukavemeti genel olarak enjeksiyon kalıplamadan düşüktür ve ideal bir prototip üretimi için yeterli olmayabilir. Ancak, enjeksiyon kalıplarının eklemeli imalat yöntemi ile üretimi, düşük basınçlı enjeksiyon kalıplama ve düşük üretim hacimleri için önemli avantajlar sunmaktadır. Bu çalışma, iki yöntemi; düşük basınçlı enjeksiyon kalıplama ile 3D baskı/dijital ışık işleme yöntemlerini kalıp imalatı için birleştirmeye yöneliktir. Bu tür hibrit üretim, alüminyum/çelik kalıplardan daha ucuz bir alternatif sunmaktadır. Bu yöntemle imal edilen enjeksiyon kalıpları, yüksek verimlilik ve kısa teslim süreleri ile özellikle karmaşık geometrili parçalar üretme fırsatı sağlar. Bu çalışmada, düz-helisel çift plastik dişli (double gear) seçildi ve dişlinin katı modelleri ve iki parçalı kalıbı bir tasarım yazılımı kullanılarak hazırlandı. Kalıp, UV duyarlı reçine kullanılarak basıldı ve yüksek yoğunluklu polietilen, düşük basınçlı bir enjeksiyon makinesi kullanılarak 3D yazdırılmış kalıba enjekte edildi. Ortaya çıkan parçaların yüzey kalitesine ve boyut doğruluğuna sahip olduğu görüldü. Sonuçlar, eklemeli imalat ve enjeksiyon kalıplamanın birleşiminin düşük miktarda üretim için sağlam bir hibrit yöntem olduğunu göstermektedir. 3D yazdırılmış kalıplar, hızlı takım üretimi sağlayan enjeksiyon sıcaklığını kontrol ederek birçok kez (10-100 adet) kullanılabilmektedir.