Mikroselüler köpük üretiminde diğer köpük üretimlerinde olduğu gibi normal enjeksiyon makinesi vardır fakat daha iyi karıştırma için tasarlanmış yeni bir vida ve gaz enjektörlü yeni bir sızdırmaz kovan kullanılmıştır. Eriyik içinde polimer çözündürülür. Kalıba enjekte edildiğinde kalıba değen kısımlarda normal enjeksiyonla üretilenlerle aynı dokuyu verir. İç kısmında ise tamamen köpük bulunur. Otomotiv sanayinde çok önemli bir yöntemdir.
Enjeksiyon kalıplama işleminde CO2 veya azot gibi bir gazın süper kritik durumda (SCF) yüksek kontrollü kullanımıyla muntazam konfigürasyonlarda milyonlarca mikron büyüklüğünde boşluk veya kabarcık oluşur. Bu yöntem ile 10 kat daha fazla darbe direnci sağlanır ve malzemeden tasarruf edilir.
Mikroselüler köpük enjeksiyon kalıplama işlemi sırasında, polimer eriyiğine fiziksel şişirme maddesi olarak SCF enjekte edilir. CO2 ve N2 genellikle ajan olarak kullanılır. Mikroselüler köpük kısımları 1-100 mikron arasında tek tip hücre çaplarına ve cm3 başına 109-1015 hücre yoğunluğuna sahiptir. Polimer-SCF karışık çözeltisinin tek fazı belirli sıcaklık ve basınç altında elde edilir. Eriyik, karıştırıcı kalıba enjekte edildiğinde, tek fazlı çözeltinin basıncı mikroselüler işlem basıncından atmosfer basıncına düşürülür. Çekirdekleşme olayı, karıştırıcıdan ayrılan gaz nedeniyle oluşur. Sonra bu çekirdekler kararlı kabarcıklara kadar büyür.
Polimer-SCF Tek Fazlı Üretim
Mikroselüler köpük enjeksiyon kalıplama işlemi sırasında süper kritik azot (N2) veya karbondioksit (CO2) plastik enjeksiyon makinesi haznesine enjekte edilir ve polimer eriyiği içine eritilir. Daha sonra belirli sıcaklık ve basınç altında tek fazlı bir polimer-SCF çözeltisi üretilir. Bu aşamada, SCF konsantrasyonu doygunluk, mikroselüler işlem basıncı (MPP) ve mikser sıcaklığı ile belirlenir. Bu parametreler ayrıca nihai kabarcıkların boyutunu önemli ölçüde etkiler.
Homojen Çekirdeklenme
Teorik olarak, sadece polimer-SCF mikseri termodinamik dengede olduğunda ve aynı anda milyonlarca çekirdek üretildiğinde, homojen çekirdeklenme mümkün olacaktır. Polimer-SCF tek fazlı karıştırıcı kalıp boşluğuna enjekte edildiğinde, karıştırıcı basıncı MPP’den atmosfer basıncına değiştirilir. Böylece hızlı bir basınç boşaltma meydana gelir. Daha sonra, SCF tek fazlı karıştırıcıdan ayrılır ve çok sayıda çekirdek üretilir. Çekirdek büyüdükçe, mikserin serbest enerjisi de artar. Sadece çekirdek boyutu kritik olandan daha büyük olduğunda, çekirdek stabil olacaktır. Böylece kabarcık büyümesi mümkün olur. Bu nedenle, karıştırıcı sıcaklığı, MPP ve SCF konsantrasyonu çekirdek sürecini ve son çekirdek yoğunluğunu etkiler.
Kabarcık Büyümesi
Milyonlarca çekirdek üretildiğinde ve çekirdek stabil olduğunda kabarcıkların büyümesi başlar. Karıştırıcının SCF konsantrasyonu, kabarcıkların içindeki SCF konsantrasyonundan daha yüksektir. Mikserdeki konsantrasyon farkı nedeniyle kabarcıklar SCF’ ye girer. Ve gaz kabarcıkları büyür. Kabarcıkların içindeki SCF konsantrasyonu dışarıya eşit veya eriyik dolana kadar, gaz kabarcıkları büyümeye devam edecektir. Böylece, nihai kabarcık morfolojisi SCF konsantrasyonu ve enjeksiyon işlemi parametreleri ile belirlenir.
Ürün Tipi
Kalıp soğutma ile birlikte eriyik sıcaklığı düşürülür ve eriyik donar. Baloncuklar büyümeyi durdurur ve parçanın şekli sabittir. Mikroselüler köpük enjeksiyon kalıplama işlemi, mikroselüler köpük enjeksiyon kalıplama parçalarının özellikleri, parça şekli, polimer türü, kalıp yapısı, işlem parametreleri gibi geleneksel enjeksiyon işlemi koşulunun yanı sıra çekirdeklenme işlemi ve son kabarcık morfolojisi ile belirlenir. Bu nedenle mikroselüler köpük enjeksiyon kalıplama işlemi, geleneksel plastik enjeksiyonuna kıyasla farklı karakterlere sahiptir.
Mühendislik kategorisindeki diğer içerikleri de okumanızı tavsiye ederiz!
