CATIA V5 ile Kalıp Tasarımı

CATIA V5 ile Kalıp Tasarımı


Günümüzde üretim teknolojilerinin gelişmesine paralel olarak ürün şekilleri de daha bir karmaşıklaşmaktadır. Her geçen gün tasarımcıların eline daha karmaşık , üretimi daha zor parçalar gelmektedir. İşte bu nedenle tasarımcıların teknolojiyi takip edip , kendilerini sürekli güncellemeleri gerekmektedir. Tasarımcı, güncel tasarım bilgi ve araçlarını kullanmalı ve gerek ürün tasarımında gerekse üretilebilirlik kontrolü için mutlaka Sonlu Elemanlar Analizi (SEA) gibi numerik metodlardan faydalanmalıdır.




Kalıp teknolojisi kullanılarak üretilecek ürünler için ürün tasarımı kadar kalıp tasarımı da çok önemlidir. Bu nedenle bu çalışmada bir mühendislik aracı olan CATIA V5 kullanılarak bir plastik parçaya ait enjeksiyon kalıbı tasarımı yapılacaktır. Söz konusu plastik parça bir dekopaj testeresinin kapağıdır. Çalışmada öncelikle dekopaj testeresine ait kapak ayrı bir parça olarak açılacak, daha sonra kalıp boşluğunu yaratmak amacıyla kalıp ayrım hat ve yüzeyleri çıkarılacaktır. Bu işlemlerin akabinde kalıp boşluğu oluşturulacak ve enjeksiyon işlemi için diğer standart elemanlar kalıp üzerine yerleştirilecektir. Son olarak kalıp soğutması için soğutma kanalları tasarlanacak ve enjeksiyon işleminin gerçekleşebilmesi için yolluk burcu yerleştirilecektir

1. Kalıp Ayrım Hat ve Yüzeylerinin Çıkarılması



Daha önceden tasarımı yapılmış olan kapak kullanılarak söz konusu kalıbın boşluğunu yaratmak için kalıp ayrım hat ve yüzeyleri çıkarılacaktır. Bu işlemler için “Core&Cavity Design” adlı arayüz kullanılacaktır. Ayrım yüzeylerinin çıkarılması bu arayüzle otomatik olarak yapılacaktır. Aynı işlemler standart yüzey tasarım komutlarıyla da otomatik olmaksızın yani elle yapılabilmektedir.
Söz konusu arayüzde “Pulling Direction” adlı komut kullanılarak erkek ve dişiye ait kalıp ayrım yüzeyleri çıkarılabilir. Resim 1’de erkek ve dişiye ait ayrım yüzeyleri görülmektedir. Kullanılan bu komut parça üzerindeki yüzeylerin açılarinı bağlı olarak ayrım yüzeylerini çıkartmakta ve kullanıcın lokal transfer işlemlerine de olanak tanımaktadır.


Resim 1. Erkek ve dişiye ait kalıp ayrım yüzeyleri

Yüzeylerin çıkarılmasından sonra yapılacak olan bazı yüzey geliştirme işlemleriyle kalıp boşluğunu yaratmada kullanılacak olan yüzeyler elde edilmiş olur.

2. Kalıp Gövdesinin Modellenmesi

Kalıp ayrım yüzeylerinin çıkarılmasından sonra kalıp gövdesinin tasarlanması amacıyla “Mold Tooling Design” adlı arayüze geçilir. Kalıp gövdesi modellenirken, gövde standart kataloglardan seçilebileceği gibi plakalara ait boyutlar girilerek de modellenebilir. Bu çalışmada kalıp gövdesi için DME firmasının N2540 adlı kalıp gövdesi seçilmiştir. Bu işlemle kalıp gövdesine ait aşağıdaki plakalar modellenmiş olur :

• Dişi arka plakası
• Dişi kalıp plakası
• Erkek kalıp plakası
• Erkek destek plakası
• Paralel bloklar
• İtici ön ve arka plakaları
• Erkek arka plakası

Resim 2’de DME N2540 kalıp gövdesi görülmektedir.


Resim 2. DME N2540

3. Kalıp Boşluğunun Yaratılması

Çalışmanın bu bölümünde daha önce çıkarılmış enjeksiyonu yapılacak olan kapağa ait kalıp ayrım yüzeyleri kullanılarak kalıp boşluğu yaratılacaktır. Bu işlem öncesinde kapak kalıp içine uygun olarak yerleştirilir. Daha sonra kalıp ayrım yüzeyleri kullanılarak dişi kalıp ve erkek kalıp plakaları kesilerek enjeksiyon hacmi yaratılır. Resim 3’de erkek ve dişi kalıp görülmektedir.





Resim 3. Erkek ve dişi kalıp

4. Kalıp Pim, Burç ve Civatalarının Yerleştirilmesi

Bu bölümde kalıp gövdesi üzerine bağlantı elemanları ve hareket pimleri yerleştirilecektir. İlk olarak dişi arka plakası ile dişi kalıp plakasını birleştirmek amacıyla 4 adet M16*40 civata kullanılır. Aynı şekilde erkek kalıbı da (alt grup) bağlamak için 4 adet M20*120 civata kullanılır. Benzer şekilde hareket stabilizasyonunu sağlamak amacıyla standart burç ve pimler kalıp gövdesine yerleştirilir. Resim 4’de bağlantı elemanları yerleştirilmiş kalıp görülmektedir




Resim 4. Bağlantı elemanları yerleştirilmiş kalıp

5. Çıkarıcı Pimlerinin Yerleştirilmesi

Bu bölümde enjeksiyon işlemi bitmiş olan parçanın kalıp boşluğundan dışarı atılması amacıyla kullanılan çıkarıcı pimleri yerleştirilecektir. Diğer elemanlardan farklı olarak bu tür pimlerin pozisyonları ve sayıları kullanıcı tarafından tanımlanır. Tanımlama sonrası yine standart kataloglanmış elemanlardan uygun olan çıkarıcı pimi seçilir ve kalıp gövdesine yerleştirilir. Resim 5’de çıkarıcı pimleri yerleştirilmiş kalıp görülmektedir.



Resim 5. Çıkarıcı pimlerinin yerleştirilmesi

6. Soğutma Kanalı Tasarımı
Kalıp içine enjekte edilen sıcak plastiğin soğutulup katılaştırılması amacıyla kullanılan soğutma kanallarının tasarımı çok önemlidir. Zira yanlış tasarımlar sonrasında ürün geometrisinde bozulmalar gözlenebilir. Bu nedenle CATIA V5 içinde soğutma kanallarının yeri ve dağılımları tasarımcı mühendise bırakılmıştır. Uygun bir şekilde soğutma kanalı tasarımı yapabilmek için plastik akış analizi yazılımları kullanılmalıdır. Resim 6’da soğutma kanalları açılmış kalıp görülmektedir.


Resim 6. Soğutma kanalları

7. Yolluk Burcunun Yerleştirilmesi
Son olarak kalıp içine sıcak plastiği taşıyacak olan yolluk burcunun dişi arka plakasına yerleştirilmesi yapılacaktır. Tasarlanan kalıp tek gözlü bir enjeksiyon kalıbı olduğundan yolluk burcunun plakanın ortasına konulmasına karar verilmiştir. Aşağıda yolluk burcu da yerleştirilmiş kalıbın son hali görülmektedir.


Resim 7. Yolluk burcu yerleştirilmiş kalıp

Sonuç olarak kalıp tasarımında CATIA V5 kullanmanın getirileri için şunlar söylenebilir :

• Konvansiyonel tasarım tekniklerine göre hızlı tasarım ,
• Standart parça kullanımı ,
• Standart dışı, özel tasarımların kataloglanabilmesi ve tasarım süreçlerinde tekrar kullanılabilmesi ,
• Dişi ve erkek kalıp ayrım yüzeylerinin çıkarılmasında kullanıcı hatasının azaltılması ,
• Yapılabilecek olan bilgi tabanlı tasarım çalışmalarıyla tecrübesel bilgilerin CATIA V5 içine aktarılması ve bunun sayesinde tasarım hatalarının minimize edilmesi .