Enjeksiyon Kalıplama

Enjeksiyon Kalıplama, polimer granüllerinin bir piston veya vida aracılığıyla sıkıştırılması, ısıtılarak eriyik hale getirilmesi ve ardından bir kalıp içine yüksek basınçla enjekte edilmesi sürecidir (Şekil 26.3(b)).
Kalıplanan polimer, cam geçiş sıcaklığının (Tg) altına kadar soğutulur, kalıp açılır ve ürün dışarı çıkarılır.
Kalıp içindeki büzülmeyi telafi etmek için fazladan polimer enjekte edilir.
Enjeksiyon sırasında moleküller akış yönüne paralel olarak hizalanır, bu da malzemenin güç kazanmasına yol açar, ancak özelliklerde anizotropi (yön bağımlılığı) oluşur.
Bu işlem, polimer basınç altında soğuduğu için yüksek hassasiyetli kalıplamalar sağlar; ancak yavaştır (çevrim süresi 1-5 dakika arasındadır) ve kalıplar oldukça pahalıdır.
Termoplastikler için kalıplama sıcaklıkları genellikle 150–350 °C arasında (yaklaşık 1,3–1,6 Tg) ve ayrıntılı ürün elde etmek için gereken basınçlar oldukça yüksektir (30–120 MN/m²).

Enjeksiyon Kalıplama Türleri

Gaz Destekli Enjeksiyon Kalıplama
Molten polimer içine (genellikle azot gazı) gaz enjekte edilir. Gaz, erimiş plastiği kalıp duvarlarına iter, böylece boşluklu yapılar oluşur veya malzeme tüketimi azaltılır.

İnce Duvarlı Enjeksiyon Kalıplama
Bu yöntem, 1 mm’den daha ince duvarlara sahip parçaların üretilmesine odaklanır. Yüksek basınca ve hızlı çevrim sürelerine dayanıklı özel kalıp ve makineler gerektirir.

Sıvı Silikon Kauçuk (LSR) Enjeksiyon Kalıplama
Özellikle sıvı silikon kauçuk (LSR) için kullanılır. LSR, ısıtılmış kalıba enjekte edilir ve burada ısıl işlemle sertleşerek esnek ve dayanıklı bir parça haline gelir.

Yapısal Köpük Kalıplama
Polimere köpürtücü ajan veya gaz eklenerek çekirdek kısmı hücresel, dış kısmı katı olan parçalar üretilir. Böylece ağırlık ve yoğunluk azalırken dayanım korunur.

Metal Enjeksiyon Kalıplama (MIM)
Metal tozları ve bir polimer bağlayıcı karıştırılarak bir ham madde hazırlanır. Bu karışım kalıba enjekte edilir, bağlayıcı uzaklaştırılır ve daha sonra parça sinterlenerek yoğun bir metal bileşen elde edilir.

Enjeksiyon Kalıplamanın Avantajları

• Yüksek hacimli üretimlerde oldukça maliyet-etkindir.
• Çok çeşitli genel ve özel malzeme seçenekleri sunar.
• Ürün geliştirmede büyük tasarım özgürlüğü sağlar.
• Pirinç tanesi kadar küçük veya araç gösterge paneli kadar büyük parçalar üretilebilir.
• Kompleks parçalar üretilebilir, geleneksel imalat yöntemleriyle zor olan tasarımlar mümkün olur.
• Düşük/hiç atık üretir ve atıklar %100 geri dönüştürülüp yeniden kullanılabilir.

Enjeksiyon Kalıplamanın Dezavantajları

• Yüksek ilk kalıp ve ekipman maliyetleri.
• Kalıp tasarımı ve üretimi uzun süre alır.
• Malzeme sınırlamaları ve üretim hatası riski.
• Çevre ve sürdürülebilirlik endişeleri.
• Tasarım kısıtlamaları, ileri mühendislik uzmanlığı gerektirir.
• Yüksek hacimli üretimlere daha uygundur.

Enjeksiyon Kalıplama Uygulamaları

Plastik enjeksiyon kalıplama, yüksek hacimli plastik parça üretimi için endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır.
Kullanım alanları neredeyse sınırsızdır, ancak özellikle bazı temel uygulamalarda öne çıkar:

• Otomotiv bileşenleri
• Gıda ve İçecek ambalajları
• Stok malzemeler (makara, çubuk, boru vb.)
• Oyuncaklar ve figürler
• Mobilya bileşenleri
• Bağlantı elemanları ve montaj parçaları
• Mekanik bileşenler (dişliler, valfler, pompalar, bağlantılar vb.)
• Elektronik donanım ve muhafazalar
• Tıbbi cihaz bileşenleri
• Genel plastik parçalar