अल्ट्रासोनिक मशीनिंग हार्ड अलॉय प्रोसेसिंग को उन्नत करता है

सटीक विनिर्माण के क्षेत्र में, कुछ सामग्रियां इंजीनियरों के लिए कठिन चुनौतियां पेश करती हैं। टंगस्टन कार्बाइड, जिसे सीमेंटेड कार्बाइड के नाम से भी जाना जाता है, ऐसी ही एक "कठिन चुनौती" के रूप में सामने आता है। टंगस्टन और कार्बाइड से बना यह मिश्र धातु अपनी असाधारण कठोरता, घिसाव प्रतिरोध और तापीय स्थिरता के कारण कटिंग टूल्स और घिसाव-प्रतिरोधी घटकों के लिए अपरिहार्य हो गया है। फिर भी, ये गुण ही महत्वपूर्ण मशीनिंग कठिनाइयाँ पैदा करते हैं, जहाँ पारंपरिक तरीके अपर्याप्त साबित होते हैं, जबकि विशेष तकनीकें अक्षमता और तेजी से टूल वियर से जूझती हैं।

टंगस्टन कार्बाइड के असाधारण गुण - स्टील से 2-3 गुना अधिक कठोर, जिसकी मोह्स कठोरता रेटिंग 8.5-9 है - इसे अधिकांश धातु सामग्री से बेहतर बनाते हैं। इसकी रासायनिक स्थिरता उच्च तापमान और कठोर परिस्थितियों में भी बनी रहती है, जो इसे धातु कार्य, खनन, धातु निर्माण और आरी ब्लेड अनुप्रयोगों में कटिंग टूल्स और उच्च-घिसाव वाले घटकों के लिए आदर्श बनाती है।

हालांकि, यह अत्यधिक कठोरता अभूतपूर्व मशीनिंग चुनौतियां पैदा करती है। पारंपरिक टर्निंग, मिलिंग और ड्रिलिंग तरीके अप्रभावी साबित होते हैं। जबकि पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड (PCD), क्यूबिक बोरॉन नाइट्राइड (CBN), या सिरेमिक टूल्स का उपयोग किया जा सकता है, वे त्वरित घिसाव और तीक्ष्णता के तेजी से नुकसान का अनुभव करते हैं।

वर्तमान प्राथमिक मशीनिंग विधियों में डायमंड व्हील ग्राइंडिंग या इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM) शामिल हैं। हालांकि कार्यात्मक, ये दृष्टिकोण गुणवत्तापूर्ण परिणाम प्राप्त करने में कई कठिनाइयाँ पेश करते हैं।

मशीनिंग बाधाएँ तीन महत्वपूर्ण क्षेत्रों में प्रकट होती हैं:

• गुणवत्ता और टूल दीर्घायु: सामग्री की अत्यधिक कठोरता भंगुरता के साथ आती है, जिससे चिपिंग, क्रैकिंग और तेजी से टूल का क्षरण होता है। पारंपरिक तरीके गुणवत्ता बनाए रखने के लिए संघर्ष करते हैं जबकि विशेष उपकरण अत्यधिक घिसते हैं।
• दक्षता सीमाएँ: उच्च घनत्व, कठोरता और भंगुरता का संयोजन कंपन और कटिंग बलों के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। अपर्याप्त नियंत्रण के परिणामस्वरूप माइक्रो-क्रैक्स और विखंडन होता है, जिससे प्रक्रिया निर्माताओं के लिए समय लेने वाली और निराशाजनक हो जाती है।

अल्ट्रासोनिक मशीनिंग तकनीक में हालिया प्रगति इन लगातार चुनौतियों के लिए आशाजनक समाधान प्रदान करती है। यह अभिनव तकनीक पारंपरिक मशीनिंग प्रक्रियाओं पर उच्च-आवृत्ति कंपन (प्रति सेकंड 20,000 से अधिक माइक्रो-कंपन) को सुपरइम्पोज करती है, जिससे घूर्णन के दौरान अनुदैर्ध्य टूल कंपन होता है।

इस माइक्रो-कंपन तंत्र के लाभों में शामिल हैं:

• घटा हुआ कटिंग बल: टूल और वर्कपीस के बीच कम घर्षण उच्च फीड दरों को सक्षम करता है, जबकि सतह की गुणवत्ता में सुधार और टूल लाइफ का विस्तार करता है।
• बेहतर चिप निकासी: उच्च-आवृत्ति कंपन चिप फ्रैक्चर को बढ़ावा देते हैं और उलझने से रोकते हैं, जिससे गुणवत्ता और दक्षता दोनों में वृद्धि होती है।

केस 1: मिरर-फिनिश ग्राइंडिंग
एक निर्माता ने अल्ट्रासोनिक HSKE40 टूल होल्डर का उपयोग करके 20x20mm टंगस्टन कार्बाइड वर्कपीस पर ऑप्टिकल-ग्रेड सतह गुणवत्ता (Ra < 0.002μm) प्राप्त की, जिसमें एकीकृत CTS, ATC और CNC स्वचालन शामिल थे। सिंगल-टूल प्रक्रिया ने रफिंग से लेकर अंतिम मिरर फिनिशिंग तक सब कुछ पूरा किया, जो सटीक मोल्ड, पंच और उच्च-दबाव वाले वाल्व घटकों के लिए विशेष रूप से मूल्यवान साबित हुआ।

केस 2: थ्रेड मशीनिंग
एक अन्य ऑपरेशन ने M10x1.5P थ्रेड्स को मशीनीकृत किया और HSKA63 अल्ट्रासोनिक होल्डर का उपयोग करके 50x70x10mm वर्कपीस पर H-फॉर्म ग्राइंडिंग की। 5 घंटे का पूरा होने का समय पारंपरिक EDM विधियों की तुलना में 60% की कमी का प्रतिनिधित्व करता है, जबकि बेहतर सतह फिनिश (Ra 0.8μm) प्राप्त करता है।

टूल संगतता: अल्ट्रासोनिक सिस्टम स्वचालित रूप से अनुनाद आवृत्तियों (आमतौर पर 20-32kHz) के लिए टूल्स को स्कैन करते हैं और विशिष्ट टूल आवश्यकताओं के अनुकूल हो सकते हैं, जिसमें व्यापक सत्यापन के बाद अधिकांश मानक टूल्स संगत साबित होते हैं।

पैरामीटर अनुकूलन: प्रौद्योगिकी में इष्टतम फीड दरों और आयामों को निर्धारित करने के लिए व्यापक समर्थन शामिल है, यह सुनिश्चित करते हुए कि उपयोगकर्ता सिस्टम से अधिकतम लाभ प्राप्त करें।

टंगस्टन कार्बाइड मशीनिंग चुनौतियों का सामना करने वाले निर्माताओं के लिए, अल्ट्रासोनिक तकनीक एक महत्वपूर्ण प्रगति का प्रतिनिधित्व करती है, जो पारंपरिक तरीकों की तुलना में बेहतर दक्षता, गुणवत्ता और टूल दीर्घायु प्रदान करती है।