Powder Injection Molding Process of Titanium Based Locking Plate

Öz

Titanium alloy is important material which is used for automotive, medical and aircraft/aerospace industry. It is very difficult to machine titanium alloys by conventional methods. The obtaining tolerance values during especially the production of complex geometry have led to manufacturers to develop different methods. In this content, the production of titanium based locking plate was initiated by metal injection molding method. The metal injection molding method is an indispensable manufacturing process for the sensitive tolerance, the serial manufacturing and the production of complex shapes. In this study, flow parameters inside the mold of the feedstocks made from the titanium alloy powder was investigated. The flow parameters were examined by Autodesk Moldflow simulation program. The cylinder temperature was found to be varied from 190 to 210oC. It was determined that the injection pressure was varied depending on the mold and allowances geometry. The holding pressure was found to be 30-60% of the injection pressure. Based on the performed analyses, titanium based locking plates could be produced by metal injection molding method.

Anahtar Kelimeler

• Titanium,Metal injection molding,Implant

Titanyum Esaslı Kilitleme Plakalarının Toz Enjeksiyon Kalıplama Süreci

Öz

Titanyum alaşımı otomotiv, medikal ve uçak/uzay sanayinde kullanılan önemli bir malzemedir. Titanyum alaşımlarının klasik yöntemlerle işlenmesi oldukça zordur. Özellikle karmaşık geometrilerin üretilmesi sırasında tolerans değerlerinin yakalanması imalatçıları farklı yöntemler geliştirmeye yöneltmiştir. Bu kapsamda titanyum esaslı kilitleme plakalarının metal enjeksiyon kalıplama ile üretilmesi çalışmalarına başlanılmıştır. Metal enjeksiyon kalıplama yöntemi hassas tolerans, karmaşık şekil ve seri üretim için vazgeçilmez bir imalat sürecidir. Bu çalışmada; titanyum alaşım tozları ile elde edilen besleme stoklarının kalıp içerisindeki akış parametreleri incelenmiştir. Akış parametreleri Autodesk Moldflow Simülasyon programıyla denenmiştir. Silindir sıcaklığının 190-210oC arasında değiştiği tespit edilmiştir. Enjeksiyon basıncı kalıp ve yolluk geometrisine göre değişiklik gösterdiği belirlenmiştir. Ütüleme basıncı ise enjeksiyon basıncının %30-60’ı aralığında olduğu analiz edilmiştir. Yapılan analizler neticesinde titanyum esaslı kilitleme plakalarının metal enjeksiyon kalıplama yöntemiyle üretileceğine karar verilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Titanyum,Metal enjeksiyon kalıplama,İmplant

Kaynakça

1. 1. Mutsuddy, B.C., Ford, R.G., 1995. Ceramic Injection Molding, Chapman and Hall, UK.
2. 2. Urtekin, L., Uslan, İ., Tuç, B., 2012. Investigation of Different Feedstock Rheologhy for Net-Shape Injection Molding of Steatite, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 27, No 2, 333-341.
3. 3. Sarıtaş, S., Türker, M., Durlu, N., 2007. Toz Metalurjisi ve Parçacıklı Malzeme İşlemleri 1. Baskı, Uyum Ajans, Ankara.
4. 4. Urtekin, L., 2008. Toz Enjeksiyon Kalıplanmış Steatit Seramiklerin Özelliklerine Kalıplama ve Sinterleme Parametrelerinin Etkisinin Araştırılması, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora.
5. 5. German, R.M., 2013. Progress in Titanium Metal Powder Injection Molding, Materials, 6, 3641-3662.
6. 6. German, R.M., 1990. Powder Injection Molding, New Jersey, USA, 200-225.
7. 7. German, R.M., Bose, A., 1997. Injection Molding of Metals and Ceramics, Metal Powder Industries Federation, New Jersey, 10-35.
8. 8. Morita, A.T., Toma, M.S., De Paoli, M.A., 2005. Low Cost Capillary Rheometer, Transfer Molding and Die-Drawing Module, Polymer Testing, 25: 197–202.

9. 9. Motorcu, A.R., 2009. Nikel Esaslı Süper Alaşımların ve Titanyum Alaşımlarının İslenebilirliği, 1. Bölum: Sinterlenmis Karbur Takımların Performanslarının Değerlendirilmesi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 25(1-2); 302-330.
10. 10. Zoya, Z.A., Krishnamurthy, R., 2000. The Performance of CBN Tools in the Machining of Titanium Alloys, Journal of Materials Processing Technology, 100; 80-86.
11. 11. Rahman, M., Wang, Z.G., Wong, Y.S., 2006. A Review on High-Speed Machining of Titanium Alloys, JSME International Journal Series C, 49 (1); 11-19.
12. 12. ASTM D1238, Standard Test Method for Melt Flow Rates of Thermoplastics by Extrusion Plastometer.
13. 13. ASTM D3835, Standard Test Method for Determination of Properties of Polymeric Materials by Means of a Capillary Rheometer.