Enjeksiyon Kalıplama

Enjeksiyon Kalıplama

Enjeksiyon kalıplamada, polimer granülleri bir piston (ram) veya vida (screw) tarafından sıkıştırılarak ısıtılır ve eriyik hale getirilir. Daha sonra, basınç altında soğuk, iki parçalı bir kalıba enjekte edilir (Şekil 26.3(b)).

Kalıplanan polimer, cam geçiş sıcaklığının (Tg) altına kadar soğutulur, kalıp açılır ve ürün dışarı atılır.
Kalıpta büzülmeyi telafi etmek için fazla polimer enjekte edilir.
Polimer molekülleri, enjeksiyon sırasında akış yönüne paralel olarak hizalanır, bu da malzemeye ekstra mukavemet kazandırırken anizotropik (yönlenmiş) özellikler oluşturur.

Bu süreç, polimerin basınç altında soğutulması nedeniyle yüksek hassasiyete sahip kalıplamalar üretir. Ancak yavaş bir yöntemdir (döngü süresi 1 ila 5 dakika arasındadır) ve kalıpların maliyeti yüksektir.

Termoplastikler için tipik kalıplama sıcaklıkları 150–350°C (1.3 ile 1.6 Tg) arasındadır.
Ayrıntılı ve kaliteli parçalar üretmek için gereken basınç oldukça yüksektir ve genellikle 30–120 MN/m² aralığındadır.

Enjeksiyon Kalıplama Türleri

1. Gaz Destekli Enjeksiyon Kalıplama (Gas-Assisted Injection Molding)

Bu yöntemde, kalıplama sırasında erimiş polimere gaz (genellikle azot) enjekte edilir.
Gaz, erimiş plastiği kalıp duvarlarına doğru iter, içi boş bölümler oluşturarak malzeme tüketimini azaltır.

2. İnce Duvarlı Enjeksiyon Kalıplama (Thin-Wall Injection Molding)

Bu yöntem, genellikle 1 mm’den daha ince duvar kalınlığına sahip parçalar üretmeye odaklanır.
Yüksek basınçlara dayanabilecek özel kalıplar ve hızlı döngü sürelerini destekleyen makineler gerektirir.

3. Sıvı Silikon Kauçuk (LSR) Enjeksiyon Kalıplama (Liquid Silicone Rubber Injection Molding)

Bu yöntem, yalnızca ısıtıldığında sertleşen termoset bir malzeme olan sıvı silikon kauçuk (LSR) için kullanılır.
LSR, ısıtılmış bir kalıba enjekte edilir ve burada esnek ve dayanıklı bir parçaya dönüşür.

4. Yapısal Köpük Kalıplama (Structural Foam Molding)

Bu yöntemde, polimere köpükleştirici bir madde veya gaz eklenerek, iç kısmı hücresel bir yapıya, dış kısmı ise katı bir yüzeye sahip parçalar üretilir.
Yoğunluğu ve ağırlığı azaltırken mukavemeti korur.

5. Metal Enjeksiyon Kalıplama (Metal Injection Molding – MIM)

Metal tozları, bir polimer bağlayıcı ile karıştırılarak bir besleme stoku (feedstock) oluşturulur.
Bu besleme stoku kalıba enjekte edilir, ardından bağlayıcı uzaklaştırılır ve parça sinterleme işlemiyle yoğun bir metal bileşene dönüştürülür.

Enjeksiyon Kalıplamanın Avantajları

✅ Yüksek hacimli üretimler için son derece maliyet-etkin bir yöntemdir. Günlük olarak binlerce ila on binlerce parça üretilebilir.
✅ Çeşitli malzeme seçenekleri sunar, hem genel hem de özel kullanım için uygundur.
✅ Ürün geliştiricilere büyük tasarım özgürlüğü sunar, yalnızca kalıp tasarımı, malzeme özellikleri ve maliyetle sınırlıdır.
✅ Enjeksiyon kalıplamayla üretilen parçalar, bir pirinç tanesi kadar küçük veya bir otomobil gösterge paneli kadar büyük olabilir.
✅ Geleneksel talaşlı imalat yöntemleriyle üretimi zor veya zaman alıcı olan karmaşık parçalar kolayca üretilebilir.
✅ Atık oranı düşük veya sıfırdır, üretilen atıklar %100 geri dönüştürülerek yeni enjeksiyon kalıplama işlemlerinde tekrar kullanılabilir.

Enjeksiyon Kalıplamanın Dezavantajları

❌ Başlangıçta yüksek kalıp ve ekipman maliyetleri gerektirir.
❌ Kalıp tasarımı ve üretimi uzun zaman alabilir.
❌ Malzeme sınırlamaları ve üretim sırasında hatalı parçaların oluşma riski vardır.
❌ Çevresel sürdürülebilirlik açısından bazı dezavantajlara sahiptir.
❌ Tasarım kısıtlamaları nedeniyle mühendislik uzmanlığı gerektirir.
❌ Genellikle yüksek hacimli üretimler için uygundur, düşük hacimli üretimlerde maliyet etkin olmayabilir.

Enjeksiyon Kalıplamanın Kullanım Alanları

Enjeksiyon kalıplama, plastik parçaların yüksek hacimlerde üretilmesini sağlayan bir üretim yöntemi olarak sanayide yaygın olarak kullanılmaktadır.

Otomotiv Bileşenleri → Gösterge panelleri, iç trim parçaları, düğmeler, bağlantı elemanları
Gıda ve İçecek Ambalajları → Plastik şişeler, süt kutuları, bardaklar
Stok Malzemeleri → Makara, çubuk, boru vb.
Oyuncaklar ve Figürler → Plastik oyuncaklar, aksiyon figürleri
Mobilya Bileşenleri → Sandalye ayakları, masa kenarları
Bağlantı Elemanları ve Aksesuarlar → Plastik vidalar, düğmeler
Mekanik Parçalar → Dişliler, vanalar, pompalar, bağlantı parçaları
Elektronik Donanım ve Muhafazalar → Telefon kapları, dizüstü bilgisayar kasaları, elektronik kutular
Tıbbi Cihaz Bileşenleri → Şırıngalar, laboratuvar kapları, tıbbi cihaz muhafazaları
Genel Plastik Parçalar → Günlük kullanılan plastik ürünler

Sonuç

Enjeksiyon kalıplama, plastik parçaların büyük hacimlerde ve yüksek hassasiyetle üretilmesini sağlayan bir üretim yöntemidir.
Çok çeşitli sektörlerde, özellikle otomotiv, gıda, tıp ve tüketici ürünlerinde yaygın olarak kullanılmaktadır.
Karmaşık tasarımlar için uygundur ve yüksek hacimli üretimler için oldukça verimlidir.
Ancak, başlangıç maliyetleri yüksek olup, düşük hacimli üretimler için her zaman ekonomik değildir.