लैपिंग (सूक्ष्म घर्षण)

लैपिंग एक मशीनिंग प्रक्रिया है जिसमें दो सतहों को हाथ से या मशीन का उपयोग करके उनके बीच एक अपघर्षक के साथ रगड़ा जाता है।

लैपिंग अक्सर मिलिंग (मशीनिंग) और / या पीसने वाली मशीन जैसे पहले चरण के रूप में अधिक आक्रामक सामग्री हटाने के साथ अन्य घटिया प्रक्रियाओं का अनुसरण करती है।

लैपिंग दो रूप ले सकता है। पहले प्रकार की लैपिंग (परंपरागत रूप से अक्सर ग्राइंडिंग कहलाती है) में एक भंगुर सामग्री जैसे कांच को लोहे या कांच जैसी सतह के खिलाफ रगड़ना शामिल होता है (जिसे लैप या पीसने की मशीन के रूप में भी जाना जाता है) जैसे एल्यूमीनियम ऑक्साइड, जौहरी की रौज, सेरियम (IV) ऑक्साइड | ऑप्टिशियन की रौज, एमरी (खनिज), सिलिकन कार्बाइड, हीरा, आदि, उनके बीच। यह सूक्ष्म शंक्वाकार अस्थिभंग पैदा करता है क्योंकि अपघर्षक दो सतहों के बीच रोल करता है और दोनों से सामग्री निकालता है।

लैपिंग के दूसरे रूप में पिच (राल) या गोद के लिए एक सिरेमिक जैसी नरम सामग्री शामिल होती है, जिसे अपघर्षक से चार्ज किया जाता है। गोद का उपयोग तब एक कठिन सामग्री - वर्कपीस को काटने के लिए किया जाता है। अपघर्षक नरम सामग्री के भीतर एम्बेड करता है, जो इसे धारण करता है और इसे कठोर सामग्री के पार स्कोर करने और काटने की अनुमति देता है। एक बेहतर सीमा तक ले जाने पर, यह एक पॉलिश सतह का उत्पादन करेगा जैसे ऑटोमोबाइल पर पॉलिशिंग कपड़े, या पॉलिशिंग कपड़े या काँच  या स्टील पर पॉलिशिंग पिच।

अंतिम सीमा तक ले जाया गया, सटीक इंटरफेरोमेट्री और विशेष पॉलिशिंग मशीनों या कुशल हाथ पॉलिशिंग की सहायता से, लेंस (ऑप्टिक्स) 30 नैनोमीटर से बेहतर सतहों का उत्पादन कर सकते हैं। यह आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले 632.8 एनएम हीलियम नियॉन लेजर प्रकाश स्रोत से प्रकाश की तरंग दैर्ध्य का बीसवां हिस्सा है। इस फ्लैट की सतहों को सही परिस्थितियों में एक साथ लाकर मॉलिक्यूलरली बॉन्ड (ऑप्टिकल संपर्क संबंध) किया जा सकता है। (यह गेज ब्लॉकों के मरोड़ प्रभाव के समान नहीं है, हालांकि यह समान है)।

ऑपरेशन
सीसे के एक टुकड़े को गोद के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, जिसे एमरी से चार्ज किया जाता है, और कठोर इस्पात  के टुकड़े को काटने के लिए इस्तेमाल किया जाता है। पहली तस्वीर में दिखाई गई छोटी प्लेट एक हाथ की लैपिंग प्लेट है। वह विशेष थाली ढलवां लोहे की बनी होती है। उपयोग में, एमरी पाउडर का घोल प्लेट पर फैलाया जाएगा और वर्कपीस को प्लेट के खिलाफ रगड़ा जाएगा, आमतौर पर फिगर-आठ पैटर्न में।

दूसरी तस्वीर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध लैपिंग मशीन की है। इस मशीन में लैप या लैपिंग प्लेट होती है 30 cm व्यास में, व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सबसे छोटे आकार के बारे में। आकार स्पेक्ट्रम के दूसरे छोर पर, मशीनों के साथ 8 to 10 ft प्लेट असामान्य नहीं हैं, और टेबल के साथ सिस्टम 9 m व्यास में निर्मित किया गया है। दूसरी तस्वीर का फिर से जिक्र करते हुए, लैप मशीन के शीर्ष पर बड़ी गोलाकार डिस्क है। गोद के ऊपर दो छल्ले हैं। वर्कपीस को इनमें से किसी एक रिंग के अंदर रखा जाएगा। वर्कपीस के ऊपर एक वजन रखा जाएगा। चित्र में वजन को दो फाइबर स्पेसर डिस्क के साथ भी देखा जा सकता है जो कि लोड को भी करने के लिए उपयोग किया जाता है।

संचालन में, छल्ले एक स्थान पर रहते हैं क्योंकि लैपिंग प्लेट उनके नीचे घूमती है। इस मशीन में साइड में एक छोटा स्लरी पंप देखा जा सकता है, यह पंप रोटेटिंग लैपिंग प्लेट पर अब्रेसिव स्लरी फीड करता है।

जब बहुत छोटे नमूनों को लैप करने की आवश्यकता होती है (से 75 mm कुछ मिलीमीटर तक नीचे), एक लैपिंग जिग का उपयोग लैपिंग के दौरान सामग्री को होल्ड करने के लिए किया जा सकता है (चित्र 3, लैपिंग मशीन और रिटेंशन जिग देखें)। एक जिग लैपिंग प्लेट के नमूने के उन्मुखीकरण के सटीक नियंत्रण की अनुमति देता है और सामग्री हटाने की प्रक्रिया के दौरान नमूने पर लागू भार के ठीक समायोजन की अनुमति देता है। ऐसे छोटे नमूनों के आयामों के कारण, पारंपरिक भार और वजन बहुत भारी होते हैं क्योंकि वे नाजुक सामग्री को नष्ट कर देते हैं। जिग लैपिंग प्लेट के शीर्ष पर एक क्रैडल में बैठता है और जिग के सामने डायल नमूना से हटाए गए सामग्री की मात्रा को इंगित करता है।

टू-पीस लैपिंग
जहां दो सतहों का मिलन समतलता से अधिक महत्वपूर्ण है, वहां दो टुकड़ों को एक साथ लैप किया जा सकता है। सिद्धांत यह है कि एक सतह पर उभरे हुए उभार दूसरी सतह पर उभरे हुए हिस्सों से टूटेंगे और नष्ट होंगे, जिसके परिणामस्वरूप दो सतहें कुछ सामान्य आकार (जरूरी नहीं कि बिल्कुल सपाट हों) की ओर विकसित हों, जो अपघर्षक के औसत आकार द्वारा निर्धारित दूरी से अलग हों। अपघर्षक आकार में भिन्नता द्वारा निर्धारित सतह खुरदरापन के साथ कण। यह दो सटीक-सपाट टुकड़ों की तुलना में निकटता-से-फिट परिणाम देता है, बाद के लिए आवश्यक मैट्रोलोजी  की समान डिग्री के बिना।

टू-पीस लैपिंग में एक जटिलता यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता है कि प्रक्रिया के दौरान कोई भी पीस फ्लेक्स या विकृत न हो। जैसे-जैसे टुकड़े एक-दूसरे से आगे बढ़ते हैं, प्रत्येक का हिस्सा (किनारे के पास का कुछ क्षेत्र) घर्षण आंदोलन के कुछ अंश के लिए असमर्थित हो जाएगा। यदि समर्थन की इस कमी के कारण एक टुकड़ा झुकता है, तो विपरीत टुकड़े के किनारे किनारे से थोड़ी दूरी पर उसमें गड्ढ़े खोदते हैं, और विपरीत टुकड़े के किनारों को एक ही क्रिया द्वारा भारी रूप से समाप्त कर दिया जाता है - लैपिंग प्रक्रिया हर समय पूरी सतह पर लगभग समान दबाव वितरण मानता है, और इस तरह से विफल हो जाएगा यदि वर्कपीस स्वयं उस दबाव में विकृत हो जाए।

सटीकता और सतह खुरदरापन
एक विशिष्ट सतह खुरदरापन प्राप्त करने के लिए लैपिंग का उपयोग किया जा सकता है; इसका उपयोग बहुत सटीक सतहों, आमतौर पर बहुत सपाट सतहों को प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है। सतह खुरदरापन और सतह समतलता दो बिल्कुल अलग अवधारणाएँ हैं।

सतह खुरदरापन की एक विशिष्ट श्रेणी जिसे विशेष उपकरणों का सहारा लिए बिना प्राप्त किया जा सकता है, वह 1 से 30 यूनिट रा (औसत खुरदरापन) की सीमा में आती है, आमतौर पर माइक्रोइंच।

सतह की सटीकता या समतलता को आमतौर पर हीलियम लाइट बैंड (एचएलबी) में मापा जाता है, एक एचएलबी मापने के बारे में 280 nm. फिर से, विशेष उपकरण का सहारा लिए बिना 1 से 3 HLB की सटीकता विशिष्ट है। हालांकि समतलता लैपिंग का सबसे आम लक्ष्य है, इस प्रक्रिया का उपयोग अवतल या उत्तल सतह जैसे अन्य विन्यास प्राप्त करने के लिए भी किया जाता है।

समतलता
समतलता (निर्माण) को मापने के लिए सबसे आसान तरीका एक सतह प्लेट पर स्थित ऊंचाई गेज के साथ है। ध्यान दें कि आपको भाग को तीन स्टैंडों पर स्थापित करना होगा और उन्हें समायोजित करते समय न्यूनतम भिन्नता का पता लगाना होगा, बस भाग को सतह की प्लेट पर रखकर और डायल इंडिकेटर का उपयोग करके भाग के विपरीत दिशा में कुल संकेतक पढ़ना  का पता लगाना समानता को मापता है। समतलता को एक समन्वय मापने वाली मशीन से अधिक आसानी से मापा जाता है। लेकिन इन विधियों में से कोई भी समतलता को अधिक सटीक रूप से माप नहीं सकता है 2.5 um.

लैप्ड भागों के साथ आमतौर पर उपयोग की जाने वाली एक अन्य विधि मोनोक्रोमैटिक प्रकाश का प्रतिबिंब और हस्तक्षेप है। एक मोनोक्रोमैटिक प्रकाश स्रोत और एक ऑप्टिकल फ्लैट की आवश्यकता होती है। ऑप्टिकल फ्लैट - जो पारदर्शी कांच का एक टुकड़ा है जिसे स्वयं लैप किया गया है और एक या दोनों तरफ पॉलिश किया गया है - लैप्ड सतह पर रखा गया है। मोनोक्रोमैटिक लाइट को फिर ग्लास के माध्यम से चमकाया जाता है। प्रकाश कांच से होकर गुजरेगा और वर्कपीस को प्रतिबिंबित करेगा। चूंकि प्रकाश वर्कपीस और कांच की पॉलिश की गई सतह के बीच की खाई में प्रतिबिंबित होता है, इसलिए प्रकाश स्वयं में हस्तक्षेप करेगा जिससे प्रकाश और अंधेरे फ्रिंज बनेंगे जिन्हें न्यूटन के छल्ले कहा जाता है। प्रत्येक फ्रिंज - या बैंड - कांच और वर्कपीस के बीच की खाई की चौड़ाई में एक आधे तरंग दैर्ध्य के परिवर्तन का प्रतिनिधित्व करता है। लाइट बैंड वर्कपीस की सतह का एक समोच्च नक्शा प्रदर्शित करते हैं और इसकी सपाटता के लिए आसानी से व्याख्या की जा सकती है। अतीत में नीयन 632.8 एनएम लाइन का उपयोग करके हीलियम-नियॉन लैंप या ट्यूब द्वारा प्रकाश स्रोत प्रदान किया गया होगा,या मरकरी वेपर ग्रीन लाइन लेकिन आजकल मोनोक्रोमैटिक प्रकाश का एक अधिक सामान्य स्रोत कम दबाव वाला सोडियम लैंप है। आज, लेज़र डायोड और एलईडी का उपयोग किया जाता है, दोनों ही सस्ते और संकरे-बैंड प्रकाश स्रोत हैं। सेमीकंडक्टर प्रकाश स्रोतों के साथ, नीला एक विकल्प है, जिसमें लाल रंग की तुलना में एक छोटी तरंग दैर्ध्य होती है।

इस माप तकनीक के पीछे भौतिकी के अधिक गहन विवरण के लिए, हस्तक्षेप (तरंग प्रसार) देखें।

खुरदरापन
सतह खुरदरापन किसी दिए गए सामग्री या वर्कपीस की सतह की ऊंचाई में सूक्ष्म बदलाव से परिभाषित होता है। चोटियों और घाटियों के अलग-अलग प्रसरण औसत (रा मान) हैं, या पीक-टू-वैली (आरजे) से सबसे बड़ा अंतर है। खुरदरापन आमतौर पर माइक्रोन में व्यक्त किया जाता है। एक सतह जो 8 का रा प्रदर्शित करती है उसमें चोटियाँ और घाटियाँ होती हैं जिनका औसत एक निश्चित दूरी पर 8 माइक्रोमीटर से अधिक नहीं होता है। वर्कपीस की सतह की तुलना ज्ञात नमूने से करके खुरदरापन भी मापा जा सकता है। अंशांकन नमूने आमतौर पर एक सेट में बेचे जाते हैं और आमतौर पर लगभग 125 µm Ra से 1 µm Ra तक मशीनिंग संचालन की विशिष्ट श्रेणी को कवर करते हैं।

सतह खुरदरापन को एक प्रोफिलोमीटर से मापा जाता है, एक ऐसा उपकरण जो किसी वर्कपीस की सतह की ऊंचाई में सूक्ष्म भिन्नता को मापता है।

यह भी देखें

 * फ्लैट होनिंग - बहुत महीन पीसने का एक प्रकार
 * लैपिंग फिल्म - एक लैपिंग उपभोज्य
 * रेजर स्ट्रॉप, जिसमें अक्सर लैपिंग एक्शन शामिल होता है
 * सुपरफिनिशिंग - एक और माइक्रो-स्केल सबट्रैक्टिव फिनिशिंग ऑपरेशन
 * भूतल मेट्रोलॉजी - ऐसी प्रक्रियाओं के प्रभावों को मापना