Yüksek ısı dayanımı ve kısa çevrim süresinin gerekli olduğu uygulamalar için Sıvı Silikon Kauçuk (LSR), termoplastik, elastomer ve termoset kauçuğun ortak natifi olmaktadır.

Hızla gelişen dünyada artan beklentilere Sıvı Silikon Kauçuk (LSR) çok hızlı cevap vermektedir. Günümüzde standart bir otomobilde 2.000 den fazla LSR ile üretilen parçanın yer aldığını söylersek LSR’ ın hayatımızda nasıl bir yer elde ettiğini daha net anlatmış oluruz. Bir diğer örnek vermek gerekirse , LSR ile üretilen parçalar  gıda maddeleri ile temasta ve sağlık uygulamalarında sorunsuzca kullanılmaktadır. Son 20 yıldır popüler olan ve kullanılan LSR malzemeler dünya genelinde 2015 yılı itibarı ile yılda 400.000 ton kullanım miktarına ulaşmıştır. LSR malzemelerin sektörlere göre kullanım oranları şöyledir; Elektronik ve Bilgisayar : %30, Tekstil : %4 , Gıda:  %30 , Otomativ : %18,  Medikal %8 , Diğer %10.

 

LSR’i basitçe kauçuk gibi esnek, termoplastik gibi kısa çevrim süresine sahip malzeme olarak tanımlayabiliriz. LSR genellikle 20 litrelik kutular ya da 200 litrelik variller ile kullanıma hazır halde tüketiciye sunulmaktadır. LSR hammaddelerin içeriğinde proses için gerekli olan katkı maddeleri, inhibitörler ve pişirici ajanlar bulunmaktadır. Malzemelerin kullanım ömürleri üreticiden üreticiye değişmek ile birlikte oda sıcaklığında ortalama 6 aydır.

Termoplastik plastik hammaddeler ile LSR’ın arasında üretim anlamındaki en büyük fark Termoplastikler ısı uygulandığında sıvılaşırken, LSR malzemeler; ısı ile katılaşırlar.

 

Sıvı Silikon Kauçuk (LSR) ürünlerin üstünlükleri;

Canlı varlıklar ile temasta sorunsuz ( sıhhi )

Doğal tat ve koku

İyi kauçuk mekanik değerler

180 C dereceye kadar ısıya dayanım

Gıdaya uygunluk

Ozon ve UV dayanımı

Yanma anında çıkan gazlar ihmal edilebilir seviyede

Düşük sıcaklık direnci ve düşük sıcaklıkta bile esneklik

 

Sıvı Silikon Kauçuk (LSR) üretimindeki önemli noktalar

 

Karıştırma ( MIXING) : İyi bir karıştırma için karıştırma ünitesi LSR üretiminin en önemli noktasıdır. Öncelikli olarak karıştırıcı ünitenin boyutu tüketilecek olan miktara göre ayarlanmalıdır. LSR malzeme 20 litrelik kutular ya da 200 litrelik variller ile tüketiciye sunulmaktadır. Bir karıştırıcı ünite çok sayıdaki LSR enjeksiyon makinesini aynı anda  besleyebilir. Eğer aynı tip LSR malzeme farklı sayıda küçük boyutlu enjeksiyon makinesinde kullanılacak ise büyük boyutlu karıştırıcı ünite tercih edilmesi maliyet avantajı sağlayacaktır. Ayrıca 200 litrelik varillerin 20 litrelik kutular yerine kullanılması durumunda makine boğazında ve ara bağlantılarda kalan malzeme kaybı ortalama olarak %10 dan %2,5 seviyesine düşmektedir. Opsiyon olarak sunulan seviye ölçer sistemleri A ve B komponentlerinin 1:1 oranında karıştırılmasını garanti altına alarak ürün kalitesine katkı sağlamaktadır.

 

Enjeksiyon öncesi Sabit Isı : LSR malzemenin kalıba enjekte edilmeden sabit bir ısıda tutulması ve önceden ısıtılmış kalıba hemen enjekte edilip iyi vulkanize olması için çok önemlidir.

 

Enjeksiyon Makine : LSR prosesi için genellikle hidrolik kapama sistemli makineler tercih edilir. Enjeksiyon makinesinin kapama sistemi , makinenin diğer aksamlarında ve hidrolik yağlarda oluşan ısı artışlarından bağımsız olmalıdır. Enjeksiyon ünitesinin su soğutmalı olması hassasiyet açısından çok önemli bir faktördür. Bu sayede sürekli ve aynı kalitede üretim yapılması garanti altına alınır. Baskı hassasiyeti yüksek kapalı devre (Closed Loop) elektronik kontrollü çalışan enjeksiyon makinesi tercih edilmelidir.  Ayrıca fiili enjeksiyon hacmi maksimum strok hacminin %50 sinden fazla kapasiteli enjeksiyon ünitesi tercih edilmelidir. Bunların dışında kalıbın ısıtılması enjeksiyon ünitesinin su soğutmalı olması LSR üretimi için gereken diğer ihtiyaçlardır.

 

Yardımcı Ekipmanlar : Makinelerin standart ekipmanlarda bazı değişiklikler yapılması gerekir. LSR üretimine özel olan bu ekipmanları LSR üretim grubu olarak adlandırmak yanlış olmaz. LSR üretim grubunu oluşturan ekipmanlar;

Shut off nozzle (Hidrolik iğne tipi kapalı meme )

LSR için dizayn edilmiş vida ve kovan ünitesi

Özel Dozajlama ve karıştırma ünitesi

Kalıp ısı kontrol cihazı ve kalıp ısıtma bağlantısı

Fırçalama ünitesi ara yüzü

Vakum pompası kontrol ara yüzü

Çift hava ejektörü

 

Kalıp : LSR kalıpları termoplastik kalıplarından temel olarak farklıdır. Eriyik haldeki LSR malzeme çok düşük akışkanlığa sahiptir. Bu nedenle kalıp içinde 0,01 mm lik boşluk alanlara dahi girebilme eğilimi gösterir. Kalıp tasarımcısının bu özelliği göz önünde tutarak hesaplamaları yapması gerekir. Son derece zorlu kalıp tasarımı gerektirir. Kalıp üretiminin her aşamasında gerilim azaltmaya dikkat edilmelidir. Termoplastik üretiminde kullanılan standart itici pimler LSR kalıplarında kullanılmazlar. Bunu iki nedeni vardır. LSR malzemenin yumuşak olması ve küçük çaplı ejektör pimlerinin LSR ile üretilecek parçaları delme riski yüksektir. Ayrıca itici pim ile sürgü kılavuzu arasındaki mesafe malzemenin yanmasına neden olabilir. Yani, basılan parçaların maça ya da iticiler ile değil güç kullanılarak çıkarılması gerekir .Doğru yolluk sistemi bazı potansiyel hataları eliminize etmeye fayda sağlayacaktır. Özellikle soğuk yolluk sistemi LSR uygulaması için tavsiye edilmektedir. Bu sistem sayesinde üretim kayıpları minimuma indirilmektedir.  Üstelik LSR gibi pahalı bir malzemenin işlenmesi için oldukça ekonomik bir metoddur. Ancak özellikle belirtmeliyiz ki çok hassas toleranslar ve kesin sıcaklık kontrolü çok önemlidir. Örneğin aynı dar yolluk üzerinde temperlenmiş LSR %3,5 kalıp çekmesi yaşarken, temperlenmemiş LSR %2,7 kalıp çekmesi yaşamaktadır. Ayrıca bazı pasif unsurlar (örneğin iki kalıp gözünün farklı yapılarda olması) parçaların enjeksiyon aşamasında yapışmasına neden olabilir. Bu tarz sorunları engellemek için, iyi parlatılmış kalıp yüzeyleri, kısmi veya komple kumlanmış yüzeyler yapışmayı azaltmaktadır.

Bunların dışında özellikle dikkat edilmesi gereken bir diğer unsurda, kalıp – makine ve kalıp – soğuk yolluk sistemleri arasında sıcaklık ayrımının çok iyi yapılmış olması gerekir. Bu ayrım kalıp gözlerinin doldurulması sonrasında (kesinlikle öncesinde değil) çapraz bağların oluşmasını ve kürleme seviyesinin parçalar üzerinde elde edilmesini garanti altına alır. Farklı enerji oluşumlarının izolasyon plakaları ile ayrılması kalıbın ısınmasını optimize/minimize etmeye imkan verir.

 

Proses : Karıştırıcı ünite A ve B komponentlerini 1:1 oranında karıştırır. Katkılar, örneğin renk masterbatchleri, en fazla %5 oranında eklenir. Karışımı tamamlanmış malzeme plastikleştirme ünitesine sabit basınç ile gönderilir. Bu basınç doldurma basıncı değişimlerinden bağımsızdır. Vida malzemenin tam ve homojenize biçimde kalıba doldurulmasına uygun seçilmelidir. Erken vulkanizasyonu engellemek ve baskı hatalarının oluşumunu önlemek için enjeksiyon hızı yükseltilmelidir. Bunun üst sınırı malzemenin venting problemi yaşayıp yanmasına neden olmayacak şekilde ayarlanmalıdır. Kalıp gözleri yaklaşık olarak %92 oranında doldurulmalıdır. Tutma basıncı fazında enjeksiyonun kalıbı tamamen doldurması amaçlanmaz. Eksik kalan %8 lik kısım LSR malzemenin ısıtma sırasında termal genleşmesine olanak vermek içindir. Tabi ki bu değere kalıp tasarımı da etki etmektedir.

About Aykut Dirim

https://www.tasarimdanimalata.com