PLASTÄ°K ve Ä°MALATI

1. PLASTİK ve İMALATI A.Ü. ENDÜSTRİ MÜH: ENM208 Dr.Mümtaz S. ERDEM

2. POLİMER POLİMER NEDİR? Polimer küçük basit moleküllerin devamlı olarak birbirini takip etmesi sonucu oluşan makro bileşiklerdir. Günümüzde polimerlerin bir çok kullanım alanı vardır. Polimerler, pencerelerimizde kullandığımız PVC'den tutun da mutfakta kullandığımız teflon tavaya kadar hemen her yerde kendini göstermektedir. Polimerleri oluşturan küçük birimlere monomer denir. Aşağıda bazı polimerler ve monomerleri gösterilmiştir:etilen: CH2=CH2 polietilen: (-CH2-CH2-)nvinilklorür: CH2=CHCl polivinilklorür: (-CH2-CHCl-)nstiren: CH2=CHPh polistiren: (-CH2-CHPh-)n

3. PLASTİKLER • TERMOSET PLASTİK Malzeme yeniden proses edilebilir değildir. • TERMOPLASTİK Malzeme ısıtıldığında moleküler arası zayıflar ve bu nedenle yumuşak ve esnek hale gelirler ve hatta yüksek sıcaklıklara eriştiklerinde ise bunlar birer viskoz eriyik hale gelirler. Malzeme soğutulduğundaise verilen şekli alacaktır olarak iki grupta incelenir.

4. PLASTİKLER Mühendislik uygulamalarında plastiklerin sağladığı avantajları saymak olanaksızdır.Yaygın olarak kullanılan plastik malzemeler;   Polietilen,Polipropilen kopolimer, Polistiren, Polikarbonat, Akrilonitril butadien stiren  (abs), Poliasetal (polioksimetilen, pom), San, Pvc, Pet, Poliamidİleri polimerik malzemeler ve uygulama alanlarıPlastiklere katılan katkı maddeleri ve kazandırdığı özellikler Antioksidantlar, antistatikler, kaydırıcılar, stabilizatörler, alev geciktiriciler ve yanmayı engelleyici maddeler, işlemeyi kolaylaştırıcı maddeler, antimikrobiyal maddeler, renklendiriciler, plastifiyanlar, biyo stabilleştiriciler, floresant ve beyazlatıcılar, çapraz bağlayıcı peroksit katkılar, kristalliği düzenleyici katkılar, darbe dayanımını arttıran, polimerlere katılan dolgu maddeleri maddeler, mineral  (doğal) dolgu maddeleri, sentetik, cam dolgu maddeleri dolgu maddeleri, metal ve metal oksit dolgu maddeleri, bağlayıcılarKöpük yapıcı maddeler (Pvc köpüğü, Poliüretan, Polistiren köpüğü)

5. PLASTİKLER Termoplastikler ısı ve basıncın altında yumuşayan, akan; bu durumda herhangi bir şekil alabilen ve soğutulduğunda sertleşebilen malzemelerdir. Bu şekillendirme sırasında hiçbir kimyasal değişime uğramazlar. Bunun yanı sıra uygun çözücülerde çözünebilirler ve bu şekilde "çözücü döküm" gibi yöntemlerle çeşitli şekiller alabilirler. Sıcak biçimlendirme yöntemi günümüzde günlük hayatta kullanılan ev eşyalarından, endüstriyel eşyalara kadar bir çok alana hitap etmektedir. Gerek yöntem kolaylığı gerekse ekonomiklik bakımdan olsun. Üretilebilirlik oranı yüksek olan bir yöntem biçimidir. Çağımızın gelişen teknoloji ve üretim yöntemleri bizleri yeniliklere yani Araştırma ve Geliştirme (Ar-Ge) çalışmalarına itmektedir. Buna dayanarak sıcak biçimlendirme teknolojisi ile yapılan Ar-Ge çalışmalarında bu yöntemin kullanışlı ve gelişime dönük olması yapılan çalışmalarda kolaylık sağlamaktadır. Tabii ki birde işin üretim aşaması düşünüldüğünde üretilen üründe yapılan her türlü estetik, ergonomik ve ekonomik değişiklik bire bir kalıplara uygulanıp zaman kaybı minimum seviyede olacak şekilde üretime geçilmesi sağlanmaktadır. Buda bize zaman tasarrufunun yanında ticari bakımdan maddi bir kar sağlamaktadır. Sıcak biçimlendirme yöntemi gıda ambalajlama sektöründe de ambalajlama ürünleri ile rekabet edebilecek kadar ucuza mal olmaktadır. Bunun yanın da Uçak Endüstrisi alanında da, işlenmiş akrilik parçaların çok iyi optik özellikler taşımaları nedeni ile uçakların rüzgar koruyucuları (ön camları) bu malzemeden yapılmıştır.

6. PLASTİKLER • ÜRETİM ŞEKİLLERİ, • Termosetler kalıpta ısıtma ile şekillendirilir: • Termoplastikler ise; • Enjeksiyon kalıplama • Extrüzyon (fışkırtma) • Vakum kalıplama • Üfleme kalıplama gibi temel ayrıca talaşlı imalat işlemleri vardır. • Ultrasonik, lazer kaynak gibi işlemleri vardır.

7. PLASTİKLER ÜFÜRMELİ KALIPLAMA YÖNTEMİ

9. PLASTİKLER PLASTİK ENJEKSİYON YÖNTEMİ

10. PLASTİKLER Üçüncü aşama olan soğutma, ısıtılmış yarı işlenmiş mamulün soğutucu kalıba temas etmesidir. Kısa zamanda soğutma bize kalıbın mekanizmalarının ekstra soğumasına imkan tanır. (Örneğin, seri üretimdeki tasarımlar için). Soğutmayı hızlandırmak için ilaveten kalıbın soğuyan tarafları ile uzakta kısımlarına bakarız. Bu soğutma bir hava üfleciyle gerçekleştirilebilir. Şekil 4.1.2. Sıcak şekillendirme işlemini göstermektedir (3).

11. PLASTİKLER LEVHA EXTRUZYONU

12. PLASTİKLER Yöntem aşamaları ve teknikler yerine getirildiğinde tek-istasyon veya çok istasyonlu makinelerle olur. Tek-istasyonlu makinede, yarı işlenmiş mamulün tüm yüzeyleri ısıtılıp sürdürülerek kalıp alanı kadar bir mesafede teknik aygıtların hareketi ile yapılan işlemdir. (Bknz şekil 4.2.1.) (3). Sıcak şekillendirme yöntemini paketleme(yoğurt kapları), yüzme havuzları veya motor gövde parçaları gibi büyük parçalar üreten büyük ölçekli işletmeler kullanır (3). (THERMOFORMİNG) VAKUMLA KALIPLAMA YÖNTEMİ

13. PLASTİKLER istenilen biçime gelmesi sağlanır (Şekil5) (8). VAKUMLA KALIPLAMADA KALIBIN ŞEKİLLENDİRMESİ

14. PLASTİKLER Yoğurt kasesi gibi. PLASTİK MEKANİK-GERME KALIPLAMA Şekil 8. Üflemeli Kalıplarla ÜFLEMELİ KALIPLAMA YOĞURT KASESİ ÖRN.

16. KOMPOZİT MALZEME • KOMPOZİT MALZEMELER • Kompozit Malzeme Nedir? • İki veya daha fazla sayıdaki aynı veya farklı gruptaki malzemelerin, en iyi özelliklerini bir araya toplamak ya da ortaya yeni bir özellik çıkarmak amacıyla, bu malzemelerin makro seviyede birleştirilmesiyle oluşan malzemelere “Kompozit Malzeme” denir. Başka bir deyişle birbirlerinin zayıf yönünü düzelterek üstün özellikler elde etmek amacı ile bir araya getirilmiş değişik tür malzemelerden veya fazlardan oluşan malzemeler olarak da adlandırılabilir. Kompozit malzeme türleri şunlardır: • 1. Polimer Kompozitler, • 2. Metal Kompozitler, • 3. Seramik Kompozitler. • Kompozit malzemelerin üç ana elemanı bulunmaktadır. Bunlar: • 1. Matris Elemanı: Kompozit malzemelerde matrisin üç temel fonksiyonu vardır. Bunlar, elyafları bir arada tutmak, yükü elyaflara dağıtmak ve elyafları çevresel etkilerden korumaktır.

17. KOMPOZİTLER 2. Takviye Elemanı: Matris malzeme içinde yer alan takviye elemanı kompozit yapının temel mukavemet elemanlarıdır. Düşük yoğunluklarının yanı sıra yüksek elastite modülüne ve sertliğe sahip olan elyaflar kimyasal korozyona da dirençlidir. Günümüzde kompozit yapılarda kullanılan en önemli takviye malzemeleri sürekli elyaflardır. Bu elyaflar özellikle modern kompozitlerin oluşturulmasında önemli bir yer tutarlar. Aramid, karbon, grafit, boron, silisyum karbür (SiC), alümina, cam ve polietilen malzemelerin kısa veya uzun sürekli elyaf formunda kullanıldığı ve matrisi yaklaşık % 60 hacim oranında pekiştirici işlevi olan malzemelerdir. 3. Katkılar Maddeleri: Dolgular, kimyasallar ve diğer katkılar matrise niteliklerine göre özelliklerin geliştirilmesi amacıyla ilave edilirler. Bu gruptaki kompozit malzemeler uçak-uzay, savunma, yapı-inşaat, tüketim mallarında, korozyon dayanımı gerektiren uygulamalarda, elektrik-elektronik, denizcilik, kara taşıtlarında ve özel amaçlı uygulamalarda kullanılmaktadır. Özellikle otomotiv sektöründe giderek artan ve % 6’ya yaklaşan bir uygulama artış hızı görülmektedir.

18. KOMPOZİTLER Kompozit malzemelerin sınıflandırılması a. Elyaflı kompozitler, b. Parçacıklı kompozitler, c. Tabakalı kompozitler, d. Karma kompozitler. Kompozitler Malzemelerin Sağladığı Avantajlar: 1. Yüksek mukavemet : Kompozitler yüksek mukavemet değerleri sağlayan malzemeler arasında en etkin olanlardan birisidir. 2. Hafiflik : Kompozitler birim alan ağırlığında hem takviyesiz plastiklere, hem de metallere göre daha yüksek mukavemet değerleri sunmaktadır.

19. KOMPOZİTLER 3-Tasarım kolaylığı. 4. Boyutsal stabilite : Çeşitli mekanik, çevresel baskılar altında termoset kompozit ürünler şekillerini ve işlevselliklerini korumaktadırlar. 5. Yüksek Dielektrik Direnimi : Kompozitlerin göze çarpan elektrik yalıtım özellikleri, birçok komponent’in üretimi konusunda açık bir tercih nedenidir. 6. Korozyon dayanımı : . 7. Kalıplama kolaylığı : Kompozit ürünler, çelik türündeki geleneksel malzemelerde karşılaşılan birçok parçanın birleştirilmesi ve sonradan monte edilmesi işlemini tek parçada kalıplama olanağı ile ortadan kaldırmaktadır. 8.Yüzey uygulamaları : Kompozit ürünlerde kullanılan polyester reçine, özel pigment katkıları ile renklendirilmek suretiyle, amaca uygun kendinden renkli olarakta üretilebilir. 9.Şeffaflık özelliği : Kompozitler, cam kadar ışık geçirgen olabilir. arda ve güneş kolektörü yapımında önemli avantaj sağlar. 10.Beton yüzeylere uygulama imkanı : Beton yüzeylere, kompozitler mükemmel yapışır. Özellikle, betonun gözenekli olması nedeniyle, kompozit’i oluşturan ana ile iyi bir şekilde emdirilmesi gerekir. 12.Demir yüzeylere uygulama imkanı