लैपिंग (सूक्ष्म घर्षण)

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

लैपिंग अधिकांशतः मिलिंग (मशीनिंग) और / या अपघर्षण मशीन जैसे पहले चरण के रूप में अधिक आक्रामक सामग्री हटाने के साथ अन्य वियोजी प्रक्रियाओं का अनुसरण करती है।

लैपिंग दो रूप ले सकता है। पहले प्रकार की लैपिंग (परंपरागत रूप से अधिकांशतः अपघर्षण कहलाती है) में नाज़ुक सामग्री जैसे कांच को लोहे या कांच जैसी सतह के सम्मुख घर्ष सम्मिलित होता है (जिसे "लैप" या अपघर्षण के रूप में भी जाना जाता है) जैसे एल्यूमीनियम ऑक्साइड, आयरन (III) ऑक्साइड, सेरियम (IV) ऑक्साइड, एमरी (खनिज), सिलिकन कार्बाइड, हीरा, आदि, उनके बीच है। यह सूक्ष्म शंखाभ विभंग उत्पन्न 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 सूक्ष्म घर्षक के लिए सिरेमिक जैसी नरम सामग्री सम्मिलित होती है, जिसे अपघर्षक से "आवेशित" किया जाता है। सूक्ष्म घर्षक 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 प्राप्त करने और काटने की अनुमति देता है। एक बेहतर सीमा तक ले जाने पर, यह पॉलिश सतह का उत्पादन करेगा जैसे ऑटोमोबाइल पर पॉलिशिंग कपड़े, या पॉलिशिंग कपड़े या काँच या स्टील पर पॉलिशिंग पिच होता है।

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

संचालन
सीसे के टुकड़े को सूक्ष्म घर्षक के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जिसे एमरी से आवेशित किया जाता है, और कठोर इस्पात के टुकड़े को काटने के लिए उपयोग किया जाता है। पहली तस्वीर में दिखाई गई छोटी प्लेट हाथ की लैपिंग प्लेट है। वह विशेष प्लेट ढलवां लोहे की बनी होती है। उपयोग में, एमरी पाउडर का घोल प्लेट पर फैलाया जाएगा और वर्कपीस को प्लेट के सम्मुख सामान्यतः "फिगर-आठ" पैटर्न में रगड़ा जाता है।

दूसरी तस्वीर व्यावसायिक रूप से उपलब्ध लैपिंग मशीन की है। इस मशीन में लैप या लैपिंग प्लेट का व्यास 30 सेमी (12 इंच) है, जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सबसे छोटे आकार के बारे में है। आकार के स्पेक्ट्रम के दूसरे छोर पर, 2.4-से-3.0-मीटर-व्यास (8 से 10 फीट) प्लेट वाली मशीनें असामान्य नहीं हैं, और 9 मीटर (30 फीट) व्यास वाले टेबल वाले प्रणाली का निर्माण किया गया है। दूसरी तस्वीर का फिर से जिक्र करते हुए, लैप मशीन के शीर्ष पर बड़ी गोलाकार डिस्क है। सूक्ष्म घर्षक के ऊपर दो रिंग हैं। वर्कपीस को इनमें से किसी एक रिंग के अंदर रखा जाता है। वर्कपीस के ऊपर एक वजन रखा जाता है। 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, रिंग एक स्थान पर रहते हैं क्योंकि लैपिंग प्लेट उनके नीचे घूमती है। इस मशीन में साइड में छोटा कर्दमी पंप देखा जा सकता है, यह पंप घूर्णी लैपिंग प्लेट पर अपघर्षक कर्दम फीड करता है।

जब बहुत छोटे नमूनों (75 मिमी (3 इंच) से लेकर कुछ मिलीमीटर तक) को लैप करने की आवश्यकता होती है, लैपिंग जिग का उपयोग लैपिंग के दौरान सामग्री को पकड़ने के लिए किया जा सकता है (चित्र 3 देखें, लैपिंग मशीन और रिटेंशन जिग देखें)। 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 उद्गमस्थल 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 होंगी (जरूरी नहीं कि पूरी तरह से सपाट हों), जो अपघर्षक के औसत आकार द्वारा निर्धारित दूरी से अलग हो जाती हैं। कण, पृष्ठ रूक्षता के साथ अपघर्षक आकार में भिन्नता द्वारा निर्धारित होती हैं। यह बाद के लिए आवश्यक परीक्षण की समान डिग्री के बिना, दो सटीक-सपाट टुकड़ों की तुलना में निकटता-से-फिट परिणाम देता है।

टू-पीस लैपिंग में 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 गतिविधि के कुछ अंश के लिए असमर्थित हो जाता है। यदि समर्थन की इस कमी के कारण एक टुकड़ा झुकता है, तो विपरीत टुकड़े के 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 जाता है।

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

पृष्ठ रूक्षता की विशिष्ट श्रेणी जिसे विशेष उपकरणों का सहारा लिए बिना प्राप्त किया जा सकता है, वह 1 से 30 यूनिट Ra (औसत रूक्षता) की सीमा में, सामान्यतः माइक्रोइंच में आती है।

सतह की सटीकता या समतलता को सामान्यतः हीलियम लाइट बैंड (एचएलबी) में मापा जाता है, एक एचएलबी मापने के बारे में 280 nm.होता है। फिर से, विशेष उपकरण का सहारा लिए बिना 1 से 3 एचएलबी की सटीकता विशिष्ट है। चूंकि 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 सतह प्लेट पर स्थित ऊंचाई गेज के साथ है। यह 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 प्रमापी का उपयोग करके भाग के विपरीत दिशा में टोटल इंडिकेटर रीडिंग का पता लगाना समानता को मापता है। समतलता को समन्वय मापने वाली मशीन से अधिक आसानी से मापा जाता है। लेकिन इनमें से कोई भी विधि समतलता को लगभग 2.5 um से अधिक सटीक रूप से माप नहीं सकती है।

लैप्ड भागों के साथ सामान्यतः उपयोग की जाने वाली अन्य विधि एकवर्णी प्रकाश का प्रतिबिंब और हस्तक्षेप है। एकवर्णी प्रकाश स्रोत और ऑप्टिकल समतल की आवश्यकता होती है। ऑप्टिकल समतल - 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। एकवर्णी लाइट को फिर ग्लास के माध्यम से चमकाया जाता है। प्रकाश कांच से होकर गुजरेगा और वर्कपीस को प्रतिबिंबित करता है। 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 रिंग 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 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 एकवर्णी प्रकाश का 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। अर्धचालक प्रकाश स्रोतों के साथ, नीला एक विकल्प है, जिसमें लाल रंग की तुलना में छोटी तरंग दैर्ध्य होती है।

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

रूक्षता
पृष्ठ रूक्षता 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 (Ra मान) हैं, या पीक-टू-वैली (Rz) से सबसे बड़ा अंतर है। रूक्षता सामान्यतः माइक्रोन में व्यक्त किया जाता है। एक सतह जो 8 का Ra 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 रूक्षता भी मापा जा सकता है। अंशांकन नमूने सामान्यतः एक सेट में बेचे जाते हैं और सामान्यतः लगभग 125 µm Ra से 1 µm Ra तक मशीनिंग संचालन की विशिष्ट श्रेणी को समाविष्ट करते हैं।

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

यह भी देखें

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