Çarpılma (warpage) nedenleri ve önlenmesi

Parça kalıptan sıcakken düzgün çıkıyor ama soğuduktan sonra eğiliyor, kapanıyor veya bir yüzü diğerine göre çekiyorsa bu çarpılma (warpage)dır. Çökme izinden farklıdır: çökme izi yüzeyde yerel bir iz, çarpılma ise parçanın tamamının geometrisini bozar.

Kök neden: farklı yerlerde farklı çekme

Çarpılmanın temel nedeni parçanın her yerinin aynı oranda ve aynı yönde çekmemesidir. Bir bölge diğerinden daha çok veya daha farklı yönde çekerse aradaki fark parça içinde kalıcı iç gerilme (residual stress) olarak kalır ve parça bu gerilmeyi boşaltmak için eğilir.

Bunu tetikleyen üç ayrı mekanizma genelde birlikte çalışır:

1. Et kalınlığı farkı. Kalın bölge ince bölgeden daha yavaş soğur, daha uzun süre çekmeye devam eder. Ana et kalınlığı 2 mm iken bir bölge aniden 5 mm'ye çıkıyorsa, o bölge diğerleri donup sertleştikten sonra da çekmeyi sürdürür ve parçayı kendine doğru çeker.
2. Soğutmanın dengesiz dağılımı. Sorun çoğu zaman "yavaş soğutma" değil, eşit olmayan soğutmadır: kalıbın bir bölgesi ısıyı çevresinden çok daha yavaş çekiyorsa o bölge daha sıcak kalır, diğerleri sabitlendikten sonra o bölge çekmeyi sürdürür.
3. Malzeme tipi ve moleküler/kristal yönlenme. Enjeksiyon sırasındaki kayma gerilmesi (shear stress), moleküllerin akış yönünde uzayıp hizalanmasına yol açar. Amorf malzemelerde (ABS, PS, PC gibi) bu yönlenme malzeme sıcakken gevşer; ancak soğuma ile kayma aynı anda olursa yönlenme donar ve akış yönünde biraz daha fazla çekmeye yol açar — toplam çekme genelde %0,7'nin altında kalır. Yarı kristal malzemelerde (PP, PA, POM gibi) soğurken belirgin kristalleşme de eklenir; akışa dik yönde çekme daha fazla olabilir ve toplam çekme %1-3 aralığına çıkabilir. Bu yüzden aynı kalıp aynı geometriyle bir PP'de sorunsuzken bir ABS'de (veya tersi) çarpabilir.

Nerede ortaya çıkar

Köşeler ve kalın-ince geçişler en riskli bölgelerdir: köşede malzeme hem daha kalın birikir hem de iki yüzeyin soğuma hızı farklıdır. Kapı (gate) konumu da önemlidir; kapıya yakın ve uzak bölgeler farklı basınç/sıcaklık geçmişi yaşar.

Pratik çözüm sırası

1. Et kalınlığını mümkün olduğunca sabit tutun; kalınlık geçişlerini kademeli (rampalı) yapın, ani sıçrama bırakmayın.
2. Soğutma dengesini kontrol edin: tüm kanallar aynı debi ve sıcaklıkta su alıyor mu, kalıp yüzeyinde sıcak nokta var mı? Konformal soğutma karmaşık geometrilerde bu dengeyi kurmanın bir yolu.
3. Tutma basıncını ve süresini parçanın her bölgesi dengeli donana kadar eşitleyin; bunu "hisle" değil ölçerek yapmak için bilimsel kalıplama yaklaşımı ve viskozite eğrisi testi işe yarar.
4. Malzemeyi değiştiriyorsanız (örn. amorf↔yarı kristal) çekme davranışının farklı olacağını baştan hesaba katın, kalıbı tek bir malzemeye göre "ince ayarlamayın".

*Bu yazı, PTonline.com ve ilgili uluslararası kaynaklardaki enjeksiyon kalıplama çarpılma makalelerinden Türkçeye uyarlanmıştır.*