Yüksek boyutsal stabiliteli ve karmaşık şekilli ürünlerin kalıplanmasında yaygın olarak kullanılan bir üretim yöntemidir. Yüksek hacimli üretimler için uygundur. Bazı durumlarda, üretim hızı makina başına saatte binlerce adet parçaya çıkabilir. Bu yöntemde elde edilen ürünlerin çoğu takviyesiz termoplastiklerdir. Takviyeli termoplastiklerin kalıplanması için, ekipman ve kalıplama tekniğinde çok küçük değişiklikler yapılması yeterli olmakta hatta bazen hiçbir değişikliğe gerek duyulmamaktadır. Yöntemin temel prensibi, termoplastiklerin ısıtıldığında yumuşamasına ve soğutulduğunda sertleşmesine dayalıdır. Bir çok enjeksiyon kalıplamasında granül halindeki termoplastik reçine bir huniden, ısıtılmış metal silindirin bir ucuna beslenir. Silindir içinde enjeksiyon burgu yivleri dönmeye başlar ve reçine sıcak silindir içine alınır. Isıtma süresince reçine yarı akışkan bir duruma gelerek, kalıp içine enjekte edilir.
Enjeksiyon kalıplama yivleri dönerken aynı zamanda silindiri de ekseni üzerinde ileri ve geri hareket ettirir. Bu hareketin iki önemli fonksiyonu vardır. Kalıbın dolması için gerekli ergimiş reçine hacminin ölçümü ve ölçülen miktarda reçinenin kalıba transferi. Reçinenin şekillendirilmesine ve ergimiş reçine miktarının ölçümüne ek olarak enjeksiyon makinesinin bir diğer fonksiyonu enjeksiyon sırasında kapalı kalıbı basınç altında tutmak ve soğutma sonrasında parçanın kalıptan çıkartılmasını sağlamaktır. Kalıp boşluğu üretilecek parçanın tam şeklini sağlayacak konumdadır. Kalıplar genelikle ergimiş plastiğin işlenebileceği sıcaklıktan daha düşük olan bir sıcaklıkta ısıtılır. Yarı akışkan reçine daha düşük sıcaklıkta olan kalıba alındığında reçine kalıp boşluğunun şeklini alarak katılaşacaktır. Enjeksiyon kalıplama yönteminin önemli bileşenleri:
• Termoplastik reçinenin ergimesi veya “plastifikasyon”
• Ergimiş reçinenin ölçümü ve kalıba transferi
• Kalıplama süresine uygun olarak kalıbın açılması ve kapanmasını ve parçanın kalıptan alınmasını sağlayan kilit sistemleri
• Üretim süreci içinde reçinenin doğru sıcaklıkta, doğru süre ile kalıplanmasını kontrol altında tutabilecek kumanda düzeneği.
REÇİNELER VE TAKVİYE MALZEMELERİ
Enjeksiyon yönteminde termoplastik reçine olarak genellikle naylon (PA), PVC, asetal, polietilen, polipropilen, ABS, SAN ve polikarbonat kullanılırken, termoset reçine olarak polyester, epoksi, fenolik ve üretan reçineleri kullanılmaktadır. Takviye malzemesi olarak ise genellikle 5-40 mm. uzunluğunda, kırpılmış cam elyafı kullanılmaktadır. Elyaf takviyesi ağırlıkça %5-40 arasında değişmektedir.
EKİPMAN
Aşağıdaki parametrelere göre tanımlanır.
• Reçinenin plastifikasyon oranı, ısıtılarak akışkan hale getirilen reçinenin bir saat süre içindeki kilogram miktarı olarak ifade edilir.
• Kalıp sıkıştırma kuvveti, ton olarak ifade edilir.
• Makinenin, bir defada enjekte edebileceği malzeme miktarı, kalıp içerisine her kalıplama için gönderilen malzeme miktarını gram cinsinden ifade eder.
Enjeksiyon kalıplama makinelerinin enjekte edebileceği malzeme kapasitesi aralığı, gramkilogram aralığında, sıkıştırma kapasitesi 1 –5000 ton arasındadır.
ENJEKSİYON KALIPLAMA TERMOSETLERİ
Günümüzde, yüksek hacimli termoset parça üretiminde enjeksiyon kalıplama önemli bir yer tutmaktadır. Termoset enjeksiyon kalıplamada polimer, düşük viskozite sağlamak amacı ile, 35-120°C sıcaklığa kadar ısıtılan hazne boyunca, bir vida veya piston kullanılarak, 150-200°C sıcaklığa ısıtılmış, kalıp içine enjekte edilir. Malzeme kalıp boşluğunu doldurduğunda basınç uygulanır. Reaksiyon tamamlandıktan sonra, parça sertleşir ve kalıptan alınır. Bu yöntemde, basınçlı kalıplama ve transfer kalıplamaya göre üretim süreci daha kısadır. Ayrıca, işçiliği düşürmek üzere, otomatik besleme ve kalıptan çıkartma sistemleri kullanılabilir.