Rotasyon Parçalarda Çarpılma Analizi

Parçanın her bölgesi aynı anda ve aynı oranda soğumazsa, bazı kısımlar diğerlerinden daha erken katılaşır. Erken soğuyan kısımlar daha çok büzülürken, geç soğuyanlar daha az büzülür. Parça kalıptan çıktığında biriken bu iç gerilimler serbest kalır ve parçayı daha hızlı soğuyan tarafa doğru çeker.

Bu ısı farkları genelde hatalı kalıp yerleşiminden doğar: Birbirini "gölgeleyen" kalıplarda dış yüzeyler çabuk, iç yüzeyler ise yavaş soğur. Bazen de kapalı cepler, kalın flanşlar veya dengesiz kalıp bağlantı konstrüksiyonu gibi tasarımsal engeller, belirli bir bölgede ısının hapsolmasına yol açar.

Bölgesel ΔT → farklı büzülme; duvar boyunca düzensiz çekme–germe dağılımı.

Kalın bölgeler ısıyı daha uzun süre tutarak yavaş, ince kesitler ise hızla soğuyup erken büzülür. Soğuma zamanındaki bu fark, parçada iç gerilim yaratır. Henüz soğumasını tamamlamamış kalın kısımlar, önceden katılaşmış ince kısımları çekerek parçanın formunu bozar ve çarpılmasına neden olur.

Prosesin doğası gereği, ham madde kalıpta daha çok temas ettiği girintili çıkıntılı bölgelerde birikerek kalınlaşırken, tozun rahat aktığı geniş düz yüzeylerin özellikle orta kısımlarında daha ince kalır. Tasarımdaki keskin köşeler ham maddenin akışını bozarak iç köşelerde yığılmasına ve dış köşelerden çekilmesine neden olur. Hatalı kalıp dönüşü, dengesiz kalıp kalınlıkları gibi üretim hataları da plastiğin eşit dağılmasını engelleyerek bu dengesizliği arttırabilir.

∇T ≠ 0 → Δε_th = α·ΔT farkı → duvar boyunca çekme/germe asimetrisi → eğilme (warpage)

Parçanın bir tarafında daha fazla çıkıntı ya da şekil detayı varken karşı taraf daha sade kalıyorsa, iki taraf aynı şekilde büzülmez. Kütlesi ve yüzey alanı fazla olan taraf daha geç soğur ve biraz daha fazla çeker; diğer taraf çekmesini daha erken tamamlar. Kalıptan çıktığında bu dengesizlik tek yönde bir eğilme/burulma etkisine dönüşebilir.

Bu asimetri tipik olarak tasarımın kendisinden kaynaklanır. Delik/pencereleri tek tarafa koymak; kaburga, flanş ya da taşıyıcı çıkıntıları bir yüzde toplamak; kaburgaları karşılıklı değil tek yönlü dizmek; bir yüzde büyük yuvarlatma, diğer yüzde keskin kıvrım kullanmak; hacim merkezini eksenden kaydırmak; simetrik olmayan omuz, kemer, kavisler vermek. Et kalınlığı eşit olsa bile, bu şekil–kütle dengesizliği taraflar arasında farklı büzülmeye ve şekil bozukluklarına yol açabilir.

Kütle/rijitlik tek tarafta toplanır → centroid/taşıyıcı çizgiler kayar; gövde eğilmeye meyleder.

Kalıp ayrım hattı ne kadar hassas yapılırsa yapılsın, kalıbın iç yüzeyleri gibi tek parça değildir; (özellikle de düz olmayan kalıp ayrım hatlarında toleranslar daha yüksektir). Kenar geometrisi, mikro pürüz ve kaçınılmaz toz zerrecikleri bu şeritte sürtünmeyi artırır. Parça soğurken yüzey bu bölgede diğer noktalara göre daha az hareket edebilir; adeta küçük bir “fren” etkisi oluşur.

Sonuç: Kalıp ayrım hattı boyunca büzülme daha az, diğer bölgelerde daha fazla olur. Parça kalıptan çıktığında bu fark, dudakta eğilme ve kenar boyunca dalgalanma olarak görünür.

Ayrım hattı kısıtı → ayrım hattında az; diğer bölgelerde çok çekintiye yol açabilir.

Bir parçada plastik ile metal insertler, köpük veya farklı plastik katmanları gibi birden fazla malzeme bir arada kullanıldığında, soğuma sırasında her biri kendi doğasına göre büzülmek ister. Malzemelerin ısıl genleşme katsayıları (CTE) ve katılıkları farklı olduğundan, büzülme oranları da doğal olarak farklıdır.

Malzemelerin birleştiği sınır bölgelerinde biriken bu gerilim, parça üzerinde kendini gösterir. Insert çevrelerinde plastiğin içeri çökmesi veya dışarı kabarması, flanş gibi dairesel ağızlarda ovallik, farklı katmanların birleştiği hatlar boyunca dalgalanmalar tipik hatalardır. Eğer bu iç çekişler parçanın genelinde bir yöne doğru baskın çıkarsa, belirgin bir çarpılma kaçınılmaz olur.

Malzeme çiftlerinde α farkı → soğumada farklı çekme; birleşim çevresinde gerilme/sapma.

Soğuma ve katılaşma sırasında polietilen, kalıp yüzeyiyle temasını kısmen kaybedip yüzeyden ayrılmaya başlar; araya ince bir hava boşluğu girer. Metal temasa kıyasla ısı geçişi burada belirgin biçimde azalır; ayrılan yüzey daha geç soğur, çevresine göre farklı miktarda büzülür.

Parça kalıptan çıktığında bu sıcaklık/büzülme farkları serbest kalır ve tek yönde eğilme/çanaklaşma olarak görünür.

Erken ayrılan bölgelerde parça ile kalıp araya hava girer → yüzeyde ani soğuma ve eğilme odakları.

Havalandırmanın temel görevi, ısıtma sırasında genleşen havayı/gazları dışarı atmak ve soğutma esnasında içeri hava alarak vakumu önlemektir. Ancak havalandırma, dışarıdan giren soğuk havayı parçanın belirli bir bölgesine yönlendiriyorsa, o bölge çevresine göre daha erken soğur ve katılaşır; bu da diğer bölgelere kıyasla daha fazla büzülmeye yol açar. Havalandırma yetersiz kaldığında ise, soğuma ile iç basınç düşer ve dış ortam basıncı daha yüksek kalır; özellikle geniş ve ince paneller içe doğru çekilir.

Hatalı havalandırma, geniş yüzeylerin soğuk hava giriş yönüne doğru eğilmesine (çanaklaşma) veya bükülmesine neden olabilir. Vakum etkisi ise özellikle geniş ve düz panellerin kalıcı olarak içe çökmesiyle sonuçlanır.

Havalandırma dengesizliği → yerel ΔT/ΔP farkı.