Plastik Enjeksiyon Tezgâhlarında Vida Kırılmasının Akustik Emisyon Yöntemi ile Tespit Edilmesi

Öz

Günümüzde dünyada plastik üretimi 400 milyon tona ulaşmıştır. Bu büyük artışta plastik ürün tasarımı, kalıp imalatı ve plastik enjeksiyon makinelerinin rolü oldukça fazladır. Dolayısıyla üretimde oluşabilecek problemlerin önceden tespit edilmesi ve gerekli önlemlerin alınması üretim verimliliği bakımından büyük önem arz etmektedir. Plastik Enjeksiyon tezgâhları günümüzde üretimin yoğun olarak yapıldığı ve ürün kalitesinin makine performansına göre değerlendirildiği tezgâhlardır. Tezgâhların 7/24 saat çalışması ve bakım süreçlerinin zamanında yapılamaması, vida mili kırılması, hidromotor ve işlemci arızaları gibi üretimde problemlere neden olmaktadır. Bu problemlerin giderilmesi büyük maliyetler ve üretimde zaman kaybına neden olmaktadır. Özellikle vida mili arızasında tezgâh tamamen kontrol dışı olmakta ve 3-4 aylık zaman diliminde vida mili yenisi ile değiştirilerek tekrar çalışmaktadır. Bu çalışmada, plastik enjeksiyon tezgahlarında meydana gelen vida mili kırılma probleminin üretim esnasında oluşmaması için kesme kuvveti sinyallerinin akustik emisyon kullanılarak önceden tahmin edilmesi amaçlanmaktadır. Böylece yukarıda bahsedilen problemler önceden tespit edilerek üretimde meydana gelebilecek aksamaların önüne geçilmiş olacaktır.

Anahtar Kelimeler

• Plastik enjeksiyon
• Vida mili
• Akustik emisyon.

Detection of Screw Breakage in Plastic Injection Machines by Acoustic Emission Method

Öz

Today, plastic production in the world has reached 400 million tons. Plastic product design, mold manufacturing and plastic injection machines play a significant role in this huge increase. Therefore, it is of great importance to determine the problems that may occur in production and to take the necessary precautions in terms of production efficiency. Plastic Injection machines are machines where production is made intensively and product quality is evaluated according to machine performance. The 24/7 operation of the benches and the lack of timely maintenance processes cause problems in production such as screw shaft breakage, hydromotor and processor failures. Elimination of these problems causes great costs and loss of time in production. Especially in case of screw shaft failure, the machine is completely out of control and works again by replacing the screw shaft with a new one in 3-4 months. In this study, it is aimed to predict the cutting force signals using acoustic emission so that the screw shaft breakage problem that occurs in plastic injection benches does not occur during production. In this way, the above-mentioned problems will be determined in advance and the disruptions that may occur in production will be prevented.

Anahtar Kelimeler

• Plastic injection
• Screw shaft
• Acoustic emission.

Kaynakça

1. Altıntaş, Y., (2012). Üretim otomasyonu: Metal kesme mekaniği, takım tezgâhı titreşimleri ve bilgisayarlı sayısal denetim tasarımı. Cambridge University Press.
2. Brussel, V., Sas, P., Istvan, N., De Fonseca, P. & Van Den Braembussche, P. (2001). Towards a Mechatronic Compiler. Transactions on Mechatronics, Vol. 6, No. 1, p. 90-105.
3. Chen, S. & Leonard, W. J. (2008). Tool failure determine acouistic emission signal. Journal of Materials Processing Technology, Vol. 153-154, p. 128-135.
4. Choudhury, S. K. & Sirinivas, P. (2004). Tool wear prediction in turning. Journal of Material Processing Technology, Vol. 153-154, p. 276-280.
5. Cuttino, J.F. & Dow, T.A. (1997). Contact between Elastic Bodies with an Elliptic Contact Interface in Torsion. Journal of Applied Mechanics, Vol. 64, p. 144-148.
6. Cuttino, J. F., Dow T. A., & Knight, B.F. (1997). Analytical and Experimental Identification of Nonlinearities in a Single-Nut Preloaded Ballscrew. Journal of Mechanical Design, Vol. 119, p. 15-19.
7. Dolinsek, S. & Kopac, J. (1999). Acoustic emission signals for tool wear identification. Wear, Vol. 225-229, p. 295-303.
8. Engür, A. İ. (2007). Kestirimci bakımda titreşim analizi. Mühendis ve Makine, Vol. 48, p. 27-31.

9. Inasaki, I. (1998). Application of acoustic emission sensor for monitoring machining process. Ultrasonics, Vol. 36, p. 273-281.
10. Jamielniak, K. & Otman, O. (1998). Tool failure detection based on analysis of acoustic emission signal. Journal of Material Processing Technology, Vol. 76, p. 192-197.
11. Jemielniak, K. (2000). Some expect of AE aplication in tool condition monitoring. Ultrasonics, Vol. 38, p. 604-608.
12. Kalyoncu, M. (2006). Titreşim analizi ile makine elemanları arızalarının belirlenmesi. Mühendis ve Makine, Vol. 47, p. 28-35.
13. Kozjek, D., Vrabič, R., Kralj, D., Butala, P. & Lavrač, N. (2019). Data mining for fault diagnostics: A case for plastic injection molding. Procedia CIRP., Vol. 6, p. 809-814.
14. Lee, D., Hwang, I., Valente, C. M., Oliveira, J. & Dornfeld, D.A. (2006). Precision manufacturing process monitoring with acoustic emission. International Journal of Machine Tools and Manufacture, Vol. 46, No. 2, p. 176-188.
15. Lin, M.C., Ravani, B. & Velinsky, S.A. (1994). Kinematics of the Ball Screw Mechanism. Journal of Mechanical Design, Vol. 116, p. 849-855.
16. Purde, Ö. & Özden, D. (2005). Plastik enjeksiyon kalıbı. Yüksek Lisans Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, İstanbul, Turkiye.
17. Rosato, D. V. & Rosato, M. G. (2000). Injection Molding Machines. Injection Molding Handbook, p.28-150, Springer Boston, MA.
18. Schafers, E., Denki J. & Hamann J. (2006), Mechatronic Modeling and Analysis of Machine Tools. Proceedings of the 2nd International Conference on High Performance Cutting, Canada.
19. Wei, C.C. & Lin, J.F. (2003). Kinematic Analysis of the Ball Screw Mechanism Considering Variable Contact Angles and Elastic Deformations. Journal of Mechanical Design, Vol. 125, p. 717-733.