ISO 294 Plastikler - Termoplastik Malzemelerin Test Numunelerinin Enjeksiyon Kalıplanması

Enjeksiyon kalıplama sürecindeki birçok faktör, kalıplanmış test numunelerinin özelliklerini ve dolayısıyla numuneler bir test yönteminde kullanıldığında elde edilen ölçüm değerlerini etkiler. Bu tür numunelerin mekanik özellikleri, numunelerin hazırlanmasında kullanılan kalıplama işleminin koşullarına büyük ölçüde bağlıdır. Kalıplama işleminin her bir ana parametresinin kesin olarak tanımlanması, tekrarlanabilir ve karşılaştırılabilir çalışma koşulları için temel bir gerekliliktir. Kalıplama koşullarının tanımlanmasında, koşulların belirlenecek özellikler üzerindeki olası etkilerinin dikkate alınması önemlidir.

Termoplastikler, kristalleşme morfolojisinde (kristalin ve yarı kristalin polimerler için), faz morfolojisinde (heterojen termoplastikler için) ve kısa elyaflar gibi anizotropik dolgu maddelerinin yöneliminde moleküler yönelimde farklılıklar gösterir. Kalıplanmış test numunelerindeki kalıntı (donmuş), gerilmeler ve kalıplama sırasında polimerin termal bozunması da özellikleri etkiler. Ölçülen özelliklerin sayısal değerlerinin değişkenliğini en aza indirmek için bu olguların her biri kontrol edilmelidir. Açıklanan ISO kalıplarının tümünün mevcut enjeksiyon kalıplama ekipmanlarına takılabilmesi ve değiştirilebilir boşluk plakalarına sahip olması sağlanmıştır.

Uluslararası Standartlar Teşkilatı (ISO) tarafından geliştirilen “ISO 294 Plastikler - Termoplastik malzemelerin test numunelerinin enjeksiyon kalıplanması” standardı, aynı başlık altında yayınlanan şu alt bölümlerden oluşmaktadır:

• “ISO 294-1 Bölüm 1: Genel prensipler ve çok amaçlı ve çubuk test numunelerinin kalıplanması” standardında, termoplastik malzemelerin enjeksiyon kalıplama test numuneleri için uyulması gereken genel prensipler açıklanmaktadır. Bu standart aynı zamanda referans verilerinin elde edilmesinde kullanılmak üzere iki tip numunenin (ISO 20753 standardında belirtilen A1 ve B1 tipi test numuneleri) hazırlanması için kalıp tasarımlarının ayrıntılarını verir ve tekrarlanabilir kalıplama koşullarının oluşturulması için bir temel sağlar.

Bu standardın amacı, kalıplama sürecinin ana parametrelerinin tutarlı açıklamalarını sağlamak ve kalıplama koşullarının raporlanmasında tek tip bir uygulama oluşturmaktır. Test numunelerinin tekrarlanabilir şekilde hazırlanması için gereken özel koşullar, kullanılan her malzeme için farklılık gösterir ve ilgili malzeme için standartta belirtilmiş veya ilgili taraflar arasında kararlaştırılmış olabilir. Akrilonitril / bütadien / stiren (ABS), stiren / bütadien (SB) ve poli(metil metakrilat) (PMMA) ile yapılan laboratuvarlar arası testler, kalıp tasarımının test numunelerinin tekrarlanabilir şekilde hazırlanmasında önemli bir faktör olduğunu göstermiştir.

• “ISO 294-2 Bölüm 2: Küçük çekme çubukları” standardında, en az 60 mm x 10 mm x 3 mm ölçülerindeki küçük çekme çubuklarının (ISO 20753 standardındaki CW11 tipi test numunesi) enjeksiyon kalıplaması için dört boşluklu bir kalıp, tip С ISO kalıbı açıklanmaktadır.
• “ISO 294-3 Bölüm 3: Küçük tabaklar” standardında, 60 mm x 60 mm ölçülerinde, 1 mm (tip D1) veya 2 mm (tip D2) kalınlığındaki küçük plakaların enjeksiyon kalıplamasında kullanılmak üzere iki adet iki gözlü kalıp (tip D1 ve D2 ISO kalıpları) tanımlamaktadır. Bu kalıplar, çeşitli testlerde kullanılabilir. Kalıplara ayrıca, kaynak çizgilerinin mekanik özellikler üzerindeki etkilerini incelemek için ek parçalar takılabilir.
• “ISO 294-4 Bölüm 4: Kalıp büzülmesinin belirlenmesi” standardında, termoplastik malzemeden enjeksiyon kalıplı test numunelerinin eriyik akış yönüne paralel ve dik yönlerde kalıplama büzülmesini ve kalıplama sonrası büzülmesini belirleme yöntemi açıklanmaktadır. Termosetlerin büzülmesinin belirlenmesi için ISO 2577 standardına bakılmalıdır.

Bu standartta tanımlanan kalıplama büzülmesi, nem alımının etkilerini hariç tutar. Bu, kalıplama sonrası büzülmeye ve dolayısıyla toplam büzülmeye dahil edilir. Kalıplama sonrası büzülmenin sadece nem alımından kaynaklandığı durumlar için ISO 175 standardı geçerlidir. Bu standartta tanımlanan kalıplama büzülmesi, kalıpta tutma süresi boyunca soğutma plakalarının sınırsız deformasyonu ile oluşan serbest büzülmeyi temsil eder. Bu nedenle, herhangi bir kısıtlı büzülmenin maksimum değeri olarak kabul edilir.

• “ISO 294-5 Bölüm 5: Anizotropinin araştırılması için standart numunelerin hazırlanması” standardında, 80 mm x 120 mm tercih edilen boyut ve 80 mm x en az 90 mm minimum boyut ve tek noktalı ve çok noktalı veri toplama için 2 mm tercih edilen kalınlıktaki plakaların enjeksiyon kalıplaması için bir kalıp (tip F ISO kalıp olarak adlandırılır) açıklanmaktadır.

Enjeksiyon hızına sadece hafif bir duyarlılıkla maksimum anizotropik özellikler sağladığı bulunmuştur. Mümkün olduğunda, iki boşluklu bir kalıp kullanılması amaçlanmıştır. Plastik parçaların tasarımı için bu, çekme özellikleri için üst ve alt sınırlar sağlar. Plaka kalınlığını belirli bir parça kalınlığına eşleştirmek, kalıp doldurma hızı ve parça geometrisinin anizotropi üzerindeki etkisinden dolayı uygun bir kriter değildir. Malzemelerin anizotropisinin incelenmesi, son kullanım uygulamaları için kalıplama tasarımında rehberlik sağlamak amacıyla özel bir prosedürdür ve bir kalite kontrol aracı olarak tasarlanmamıştır.

Termoplastik malzemelerin enjeksiyon kalıplamasında, erimiş polimerin akışı, fiberglas gibi dolgu maddelerinin veya polimer zincirlerinin yönelimini etkileyerek anizotropik davranışa neden olabilir.

Bu standardın amaçları doğrultusunda, akış yönü, kalıp ağzından kalıp boşluğunun en uzak ucuna kadar olan yön ve çapraz yön, akış yönüne dik yön olarak tanımlanmıştır. F tipi kalıp, termoplastiklerin kalıplama büzülmesini belirlemek için kullanılan D tipi kalıbın yerini almak üzere tasarlanmamıştır.

ISO 294 standardı şu nedenlerle önemli bulunmaktadır:

• Test numunelerinin standardizasyonu: Bu standart, mekanik ve fiziksel özellik testleri (çekme dayanımı, darbe direnci gibi) için kullanılan numunelerin kalıplama koşullarını, boyutlarını ve tasarımlarını tanımlar. Bu, numune hazırlama sürecinden kaynaklanan ve test sonuçlarını bozabilecek farklılıkları ortadan kaldırır.
• Sonuçların tekrarlanabilirliği: Bu standart, test numunelerinin nasıl üretildiğini standartlaştırarak, aynı malzemenin dünya genelindeki farklı laboratuvarlarda gerçekleştirilen testlerde benzer şekilde davranmasını sağlar. Bu, kalite kontrol, sertifikasyon ve malzeme karşılaştırması için çok önemlidir.
• Malzeme karakterizasyonu desteği: Üreticiler ve araştırmacılar, malzemeleri tek tip koşullar altında değerlendirmek üzere numune hazırlamak için bu standardı kullanır. Bu, özellikle farklı polimerlerin aynı koşullar altında karşılaştırılmasının gerekli olduğu araştırma ve geliştirme süreçlerinde kritik öneme sahiptir.
• Yasal düzenlemeler ve sertifikasyon uyumluluğu: Birçok sektör (otomotiv, havacılık, tıp), güvenlik ve performans yönetmeliklerini karşılamak için malzemelerin ISO standartlarına göre test edilmesini zorunlu kılar.
• Küresel ticareti kolaylaştırır: Bu standart, uluslararası uyuma katkıda bulunarak, sınır ötesi üreticilerin ve müşterilerin tekrarlanan testlere gerek kalmadan malzeme test sonuçlarına güvenmesini sağlar.

Yıllardır çok geniş bir yelpazede gerçekleştirdiği test, ölçüm, analiz ve değerlendirme çalışmaları ile her sektörden işletmelere destek olmaya çalışan kuruluşumuz, bilim ve teknoloji alanında dünyada yaşanan gelişmeleri yakından takip eden ve sürekli kendini geliştiren güçlü bir çalışan kadrosuna sahiptir. Bu çerçevede işletmelere “ISO 294 Plastikler - Termoplastik malzemelerin test numunelerinin enjeksiyon kalıplanması” standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.