EKSTRÜZYON NEDİR ?

Ekstrüzyon, eriyik malzemenin sürekli olarak, sekil veren bir cihazdan akmaya zorlanması anlamına gelmektedir. Plastik sanayinde ekstrüzyon, ekstrüder adı verilen cihazlar kullanılarak yüksek kapasitelerde film, levha, çubuk, boru ve çeşitli profillerin sürekli olarak üretilmesi için uygulanan bir işleme yöntemidir.

Ekstrüzyonda ısı ve basınç ile akışkan hale getirilen plastik ham madde, katkı maddeleri (renklendiriciler, güçlendiriciler, koruyucular vb.) eklendikten sonra sekil verilip katılaştırılır. Prensip olarak ekstrüzyon et kıyma makinelerine benzer bir mekanizmayla çalışır. Ham madde ekstrüdere besleme hunisi adı verilen kısımdan belli bir hızda sürekli olarak verilmektedir. Akışkan hale getirme işlemi, plastik ham maddenin ısıtılan bir kovan içerisinde sürekli ve yüksek hızda dönen bir burgu vasıtasıyla sıcak yüzeylere sürtülmesi sayesinde meydana gelir.

Ekstrüder kovanları yüksek sertlikteki özel çeliklerden imal edilir. Isıtma işlemi, sıcak yağ veya elektrikli ısıtıcılar ile yapılır. Ekstrüder boyunca kovanın çeşitli bölgelerinde sıcaklık ayrı ayrı kontrol edilebilmektedir. Böylece üreticiye plastiğin akışkanlığını kontrol etme imkanı verilmiş olur. Genelde plastik ham maddenin ekstrüdere verildiği bölüm nispeten soğuk iken diğer kısımlar daha sıcak ve kafa bölgesi en sıcak olacak şekilde ayarlanır.

ENJEKSİYONLA KALIPLAMA

Enjeksiyonla kalıplama, termo plastik malzemelerin eritilip akışkan hale getirildikten sonra soğuk veya nispeten sıcak bir kalıp içerisinde basınç altında şekillendirilip, takibinde soğutularak katılaştırılması prensibine dayanan plastik isleme yöntemidir.

Cep telefonu kapakları gibi çok detaylı ve küçük parçaların yanı sıra piknik sandalyesi gibi kaba ve büyük parçaların üretiminde de kullanılabilir. Özellikle kısa sürede çok sayıda parça üretme imkanı ve tam otomatik olarak işletilebilme gibi özellikleri sebebiyle plastik sanayinde oldukça yaygın olarak kullanılan bir isleme yöntemidir.

İlk aşamada (A), burgu besleme hunisinden kalıbı dolduracak kadar ham maddeyi dönerek alır ve aynı ekstrüzyonda olduğu gibi sıcak kovan yüzeylerine sürterek eritip akışkan hale getirir ve uç kısımdaki bosluğa doğru aktarır.

İkinci aşamada (B), uçtaki boşlukda biriken erimiş plastik pistonun ileri doğru hareketi ile burgu tarafından kalıba doğru itilir. Kalıp tam dolduğunda burgu tüm plastiği kalıba itmiştir. Kalıptaki plastik katılaşana kadar burgu bu pozisyonda bekler.

Son asama ise (C), pistonun geri hareketi ile besleme hunisinden yeni ham maddenin alınmasıdır. Aynı anda da kalıp açılır ve ürün özel bir düzenekle dışarı atılır. Kalıbın kapanması ile de ikinci enjeksiyon periyotu baslar.

Enjeksiyonlu kalıplama yöntemi ile hemen hemen her termoplastik işlenebilmektedir. Günlük hayatta kullandığımız tek kullanımlık bardaklar, taraklar, elektrik butonları, prizler, oyuncaklar, televizyonların vb. eşyaların dış kasaları, plastik bahçe masaları ve sandalyeleri gibi bir çok ürün bu yöntem ile islenir.

ŞİŞİRME İLE KALIPLAMA

Şişirme ile kalıplama yöntemi, içi boş parçaların imalatında çok yaygın olarak kullanılan bir isleme yöntemidir. Özellikle PET şişeler ve bidonların üretimi bu yöntem ile yapılır.

Bu yöntemde enjeksiyonla kalıplama ile önceden hazırlanmış parison adı verilen tüp benzeri plastik parçalar, kalıp içerisinde sıcak hava ile şişirilirler. Kalıbın seklini alan içi boş ürün kalıbın açılması ile soğur ve katılaşır. Bu işlemin aşamaları aşağıdaki şekilden izlenebilmektedir.

Şişirilmiş Plastikler

DÖNER KALIPLAMA

Bu isleme yöntemi de şişirme ile kalıplama da olduğu gibi içi boş nesnelerin üretiminde kullanılır. Ancak bu yöntemle elde edilen ürünler genelde büyük parçalardır. Çöp konteynırları, depolama tankları, otomobillerdeki yakıt tankları, parklarda gördüğümüz oyun grupları, golf arabalarının gövdeleri vb. ürünler döner kalıplama ile yapılır.

döner kalıplama ile üretilmiş ürünler

Bu yöntemde, toz halindeki ham madde kalıba dökülür, sonrasında kalıp sıcak bir fırının içerisinde her yönde yüksek hızla döndürülür. Bu sırada sıcaklığın etkisiyle akışkan hale gelen plastik kalıbın her tarafına doğru akarak kalıbın içerisini kaplar. Belli bir süre bu işlem devam ettikten sonra kalıp fırından çıkartılır, ve soğumaya alınır. Katılaşan ürün kalıp açılarak çıkartılır.

PLASTİK KOMPOZİTLER

Birçok uygulama alanında plastik malzemeler tek baslarına yeterli iken özellikle yüksek sağlamlık, yüksek ısıl dayanım veya yüksek elektriksel iletkenlik gibi performans gerektiren uygulamalarda tek baslarına kullanıcının isteklerine cevap verememektedirler.

Bu nedenle istenilen özelliklerin sağlanabilmesi için plastik olan veya olmayan başka malzemelerle de karıştırılarak kullanılırlar.

Kompozit plastikler üç temel kısımdan ibarettir: güçlendirilecek plastiğin oluşturduğu matris, güçlendirme isini yapan takviye edici ve matris ile takviye ediciyi birbirine bağlayan ara yüzey;

Eğer plastik malzememiz termoset karakterde ise takviye edici malzeme termoset plastik ile ıslatılır ve sonrasında çapraz bağlanması sağlanır. Böylece takviye edici eleman varlığında sertleşme meydan gelir. Doymamış poliester reçineden camelyaf kullanılarak banyo küvetleri, yat tekneleri, fiberglas botlar yapılması kompozit uygulamalarıdır. Bunun yanı sıra karbon elyafın epoksi ile ıslatılıp bir kasnak üzerine sarılması ve ardından epoksinin çapraz bağlanma ile sertleştirilmesi ile de helikopter pervaneleri, tank parçaları, yarış bisikletleri ve tenis raketleri gibi bir çok değisik kompozit üretilebilir.

Eğer plastik malzememiz termoplastik karakterde ise takviye edici elemanlar genelde toz, tanecik veya kırpılmış elyaflar halinde tercih edilirler. Bu malzemeler plastiğe plastik eritildikten sonra ancak karıştırılabilir. Bu karıştırmaya “kompound islemi” adı da verilir. Hemen hemen her termoplastikten kompozit üretilebilmektedir. Mesela % 30 oranında kırpılmış cam elyaf ile karıştırılan PP nin sağlamlığı iki kat artarken ısıya dayanıklılığı da gelişmektedir.

Karbon elyaf epoksi kompozitten imal edilmiş kaporta

Kompozit uygulamalarında her zaman amaç sağlamlık olmayabilir. Mesela elektronik devrelerin ambalajları iletken malzemelerle takviye edilmiş polietilen veya polipropilen bazlı kompozit filmlerdir. İletken takviye olarak metal tozları veya karbon siyahı gibi yüksek iletkenliğe sahip malzemeler kullanılır. Bu sayede yalıtkan olan plastiğe uygulanan elektrik içindeki iletken parçacıklar üzerinden akarlar. Amacın maliyeti düşürmek olduğu durumlarda da kompozit uygulamasına başvurulabilir. Mesela pahalı bir plastik ile ucuz bir dolgu malzemesi plastiğin kendi özelliklerini çok değiştirmeyecek oranlarda karıştırılarak birim hacim basına kullanılan plastik miktarı düşürülebilir. Dolayısıyla maliyet düşmüş olur.

Bazı özel durumlarda ise hem matris hem de takviye elemanı plastik olabilir. Mesela naylonlar düşük sıcaklıklarda (0°C’nin altında) darbeye karsı dirençsizdir. Bu özellik, naylonlara sentetik kauçuk ve türevleri eklenerek iyileştirilebilir. Yine cep telefonlarımızın kasalarının yapıldığı polikarbonat/ABS karışımlarında da aynı amaç güdülmektedir.

Bilindiği gibi içinde bulunduğumuz yüzyıl nanoteknoloji akımının egemen olacağı bir zaman dilimi olarak öngörülmektedir. Bu akım plastik kompozitler alanında da etkisini nanokompozitler olarak göstermektedir. Nanokompozit yapılarda nanometre, yani 10-9m (bir milimetrenin milyonda biri) boyutundaki tanecikler takviye edici olarak kullanılır.

İlk olarak Toyota araştırma geliştirme grubunun naylon 6’yı nano boyutlu parçacıkların varlığında polimerleştirmeleri ile ortaya çıkan bu malzemeler, çok düşük takviye edici oranlarında (% 1-2) bile özellikle mukavemet açısından çarpıcı özellikler sergilerler. En yaygın nano takviye ediciler killerdir. Bu malzemeler plastik ile plastik eriyik halinde iken veya henüz polimerleşme aşamasında iken karıştırılırlar. Yapısı itibari ile killer bir çok tabakadan oluşmaktadır. Eğer başarılı bir karıştırma işlemi yapılabilirse polimer zincirleri iste bu tabakalar arasına girebilir ve çok girift bir yapı oluşur. Bu sayede çok sağlam olan bu parçacıklar plastik malzeme ile yekpare olurlar.

Aracın kasasında kullanılan malzeme polipropilen-nanokompozittir
Leave A Reply

Your email address will not be published.