Vida hareketi ile hem ilerleyen, hem de ve dolayısı ile sıcaklıǧı artan hammaddenin katı fazdan eriyik fazına geçişinde tasarım oldukça etkilidir. Farklı tasarıma sahip vidalarda, vida geometrisi boyunca katı ve eriyik fazlarının daǧılımı farklı olmaktadır. Genel olarak enjeksiyon vidaları hatve yapısı geometrileri bakımından iki gruba ayrılırlar.
Plastikler molekül yapılarına ve söz konusu baǧlama mekanizmasının tiplerine ve mekanik özelliklerine göre sınıflandırılırlar.
Düz Hatveli Vidalar
Düz hatveli plastik enjeksiyon vidaları, hatve açısının vidanın uzunluğu boyunca sabit kaldığı vida tipleridir. Düz hatveli vidaların temel özelliği, malzemenin vida boyunca sabit bir hızla ilerlemesini ve sabit basınç altında sıkıştırılmasını sağlamasıdır. Düz hatveli vidalar, basit polimerlerin işlenmesi ve hızlı üretim gereksinimleri olan durumlar için tercih edilmesine karşın değişik katkı, dolgu ve takviyelendirici içeren uygulamalarda yeterli karışım ve homojenlik sağlamayabilirler. Bu nedenle, düz hatveli vidalar genellikle daha basit ürünlerin üretiminde kullanılır. Düz hatveli vida, malzemenin sabit bir ilerleme sağlamasına ve sıcaklığın kontrol edilebilir olmasına olanak sağlar ve basit enjeksiyon işlemleri için verimliliği artırır.
Barrier Hatveli Vidalar
Barrier vida, polimerin eriyik faz ve katı fazını birbirinden ayırarak erime sürecini iyileştirmek üzere tasarlanmış bir vida tipidir. Bu vida tipi, genellikle erimesi zor olan ve erime sürecinde belirgin bir şekilde katı fazı kalan polimerlerin verimli bir şekilde işlenmesi için kullanılır.
Barrier vidaların özelliği, iki ayrı kanala sahip olmalarıdır: Bir kanal erimiş polimeri taşırken, diğer kanal katı fazdaki malzemeyi çeker ve erimeyi tamamlamasını sağlar. Bu sayede, eriyik fazı ve katı fazı birbirine karışmaz ve bu durum hem enerji tasarrufu sağlar hem de ürün kalitesini artırır.
Barrier vida, polimerin daha homojen bir şekilde erimesini ve basınçlı enjeksiyon sürecinde basınç dalgalanması azaltır. Bu vidaların kullanılması, özellikle kristalin yapıya sahip malzemelerin işlenmesinde veya sıcaklık farklılıklarına duyarlı olan polimerlerde verimliliği artırır. Bariyer vidalar, enjeksiyon sırasında malzemenin çok daha tutarlı şekilde şekillendirilmesine ve nihai ürünün istenen fiziksel özelliklere sahip olmasına katkı sağlar.
“Plastik sektörü, çok hızlı bir şekilde gelişmektedir. Ülkemizde en çok gelişen sektörlerin başındadır. 2023 verilerine göre Türkiye’de plastik hammadde kullanımı 10 milyon tonu aşmıştır."
Vida Geometrisi Ve Eriyik Fazı Oluşumu
Enjeksiyon vidaları, enjeksiyon makinelerinin en önemli parçalarında biri olup, dışarıdan aldığı tahrik hareketi sayesinde taşıma, eritme ve enjeksiyon işlevlerini yerine getirir. Yani enjeksiyon vidaları, plastik hammaddenin kovan içinde ileri doğru taşınmasını, ısıtıcıların yardımıyla eritilmesini, homojen bir eriyik haline getirilmesini ve sonunda kalıba doğru basınç altında iletilmesini sağlar.
Kimyasal dayanımı yüksek, ısı dayanımı yüksek, çentik hassasiyeti yüksek kalıp çekme deǧerleri, yaşlanma dayanımı, sürtünme dayanımı gibi karekteristik özellikleri vardır.
Tahrik ve Vida Hareketi
Enjeksiyon vidaları, hidrolik veya elektrikli bir motor tarafından döndürülerek tahrik edilir. Dönme hareketi sırasında vida, kovan içinde dönerken plastik granülleri ileri doğru taşır. Vida dönüşü, aynı zamanda plastik granüller üzerinde bir kesme ve karışım etkisi yaratarak erime sürecini hızlandırır.
Hammaddenin Taşınması
Plastik granüller, vida boyunca bulunan hatve kanallarında ilerler. Hatve açısı ve vida tasarımı, hammaddenin kovan içinde kontrollü bir şekilde taşınmasını sağlar. Hatve tasarımı, malzeme türüne, akışkanlık özelliklerine ve proses gereksinimlerine göre optimize edilir. Hammaddenin taşınması sırasında, dışarıdan uygulanan ısı (kovan üzerindeki ısıtıcılar) ve vida ile kovan arasındaki sürtünme, granüllerin erimesine katkıda bulunur.
Isıtma ve Erime
Plastik granüller, kovan üzerinde yer alan ısıtıcı rezistanslar ve vida dönüşü ile oluşan mekanik enerji sayesinde eritilir. Rezistanslar hammaddenin başlangıç erime sıcaklığına ulaşmasını sağlarken, vida dönüşünden kaynaklanan mekanik sürtünme, malzemenin tamamen eriyik hale gelmesine katkıda bulunur. Erime süreci, plastik malzemenin türüne (örneğin, amorf veya yarı kristalin) ve erime sıcaklığına bağlı olarak değişir.
Karıştırma ve Homojenleştirme
Vida, sadece malzemeyi eritmekle kalmaz, aynı zamanda homojen bir eriyik elde etmek için karışım işlemi gerçekleştirir. Karıştırma işlemi, özellikle katkı maddeleri (renk pigmentleri, dolgu malzemeleri) içeren hammaddelerde, eriyik içinde homojen bir dağılım sağlamak açısından kritiktir. İleri teknoloji vidalar, daha iyi karışım performansı sağlamak için karıştırıcı segmentler veya bariyer tasarımları içerir. Bu segmentler, malzeme üzerinde ilave bir kesme etkisi yaratarak renk, katkı veya sıcaklık homojenliğini optimize eder.
Eriyik Malzemenin İletimi
Erimiş ve homojen hale gelen plastik, vida hareketiyle ileri doğru itilir ve kovanın ön kısmına doğru birikir. Vida, geri dönüş hareketi (plastikleşme sırasında) ve ileri itiş hareketi (enjeksiyon sırasında) yapabilir. İleri itiş hareketi sırasında, eriyik malzeme yüksek basınç altında kalıp boşluğuna enjekte edilir. Bu iletim sürecinde, eriyik malzemenin akışkanlık özellikleri (viskozite, sıcaklık) ve vida uç grubu tasarımı, enjeksiyon sürecinin verimliliğini doğrudan etkiler.
