विद्युत रासायनिक मशीनीकरण
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विद्युत रासायनिक मशीनिंग (ईसीएम) विद्युत रासायनिक प्रक्रिया द्वारा धातु को हटाने की एक विधि है। सामान्यत: यह बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयोग की जाता है और इसका उपयोग अत्यधिक कठोर सामग्री या सामग्री पर कार्य के लिए किया जाता है, जो परंपरागत विधियों का उपयोग करके मशीन के लिए कठिन होती है।[1] इसका उपयोग विद्युत प्रवाहकीय सामग्री तक ही सीमित है। ईसीएम छोटे या विषम आकार के कोणों, जटिल आकृति या गुहाओं को कठोर और विदेशी धातुओं में काट सकता है, जैसे कि टाइटेनियम एल्युमिनाइड, इंकोनेल, वास्पलोय और उच्च निकल, कोबाल्ट और रेनीयाम मिश्र धातु।[2] बाहरी और आंतरिक दोनों ज्यामिति को मशीनीकृत किया जा सकता है।
ईसीएम को अधिकांशत: रिवर्स ELECTROPLATING के रूप में चित्रित किया जाता है, जिसमें यह जोड़ने के अतिरिक्त सामग्री को हटा देता है।[2]यह विद्युत निर्वहन मशीनिंग (ईडीएम) की अवधारणा के समान है जिसमें एक इलेक्ट्रोड और भाग के बीच एक इलेक्ट्रोलाइट सामग्री हटाने की प्रक्रिया के माध्यम से एक नकारात्मक चार्ज इलेक्ट्रोड (कैथोड), एक प्रवाहकीय द्रव (इलेक्ट्रोलाइट) और प्रवाहकीय वर्कपीस (एनोड) के बीच एक उच्च धारा पारित की जाती है। हालाँकि, ईसीएम में कोई उपकरण घिसाव नहीं होता है।[1]ईसीएम काटने के उपकरण को काम के करीब वांछित पथ के साथ निर्देशित किया जाता है लेकिन टुकड़े को छुए बिना। ईडीएम के विपरीत, हालांकि, कोई चिंगारी पैदा नहीं होती है। ईसीएम के साथ उच्च धातु हटाने की दर संभव है, बिना किसी थर्मल या यांत्रिक तनाव के भाग में स्थानांतरित किया जा रहा है, और दर्पण सतह खत्म हो सकती है।
ईसीएम प्रक्रिया में, एक कैथोड (टूल) को एनोड (वर्कपीस) में उन्नत किया जाता है। दबावयुक्त इलेक्ट्रोलाइट को काटे जा रहे क्षेत्र में एक निर्धारित तापमान पर इंजेक्ट किया जाता है। फ़ीड दर सामग्री के द्रवीकरण की दर के समान है। टूल और वर्कपीस के बीच का अंतर 80–800 माइक्रोमीटर (0.003–0.030 इंच) के भीतर होता है।[1]जैसे ही इलेक्ट्रॉन अंतराल को पार करते हैं, वर्कपीस से सामग्री घुल जाती है, क्योंकि उपकरण वर्कपीस में वांछित आकार बनाता है। इलेक्ट्रोलाइटिक द्रव प्रक्रिया में गठित धातु हाइड्रॉक्साइड को दूर ले जाता है।[2]
इलेक्ट्रोकेमिकल मशीनिंग, एक तकनीकी विधि के रूप में, 1911 में पहले से ही एक रूसी रसायनज्ञ ई.शपिटल्स्की द्वारा पेश की गई इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग की प्रक्रिया से उत्पन्न हुई थी।[3] जहाँ तक 1929 की बात है, एक प्रायोगिक ईसीएम प्रक्रिया W.Gussef द्वारा विकसित की गई थी, हालाँकि यह 1959 में Anocut Engineering Company द्वारा एक व्यावसायिक प्रक्रिया स्थापित करने से पहले की थी। बी.आर. और जे.आई. लज़ारेंको को धातु हटाने के लिए इलेक्ट्रोलिसिस के उपयोग का प्रस्ताव देने का श्रेय भी दिया जाता है।[2]
1960 और 1970 के दशक में विशेष रूप से गैस टर्बाइन उद्योग में काफी शोध किया गया था। इसी अवधि में ईडीएम के उदय ने पश्चिम में ईसीएम अनुसंधान को धीमा कर दिया, हालांकि लौह पर्दा के पीछे काम जारी रहा। खराब आयामी सटीकता और पर्यावरण प्रदूषणकारी कचरे की मूल समस्याओं को काफी हद तक दूर कर लिया गया है, हालांकि प्रक्रिया एक विशिष्ट तकनीक बनी हुई है।
ईसीएम प्रक्रिया का व्यापक रूप से जटिल आकार बनाने के लिए उपयोग किया जाता है जैसे मशीन सामग्री के लिए मुश्किल में अच्छी सतह खत्म के साथ टरबाइन ब्लेड। यह बर्र (धातु) प्रक्रिया के रूप में भी व्यापक रूप से और प्रभावी रूप से उपयोग किया जाता है।[2]
डिबगिंग में, ईसीएम मशीनिंग प्रक्रिया से बचे धातु के अनुमानों को हटा देता है, और इसलिए तेज किनारों को सुस्त कर देता है। यह प्रक्रिया हाथ से या गैर-पारंपरिक मशीनिंग प्रक्रियाओं द्वारा डिबगिंग के पारंपरिक तरीकों की तुलना में तेज और अक्सर अधिक सुविधाजनक होती है।[1]
लाभ
- अवतल उपकरणों का उपयोग करके जटिल अवतल वक्रता घटकों का उत्पादन आसानी से किया जा सकता है।
- औजार का क्षरण शून्य है, एक ही टूल का उपयोग अनंत संख्या में घटकों के उत्पादन के लिए किया जा सकता है।
- उच्च सतह की गुणवत्ता प्राप्त की जा सकती है।
- उपकरण और कार्य सामग्री के बीच कोई सीधा संपर्क नहीं है इसलिए कोई बल और अवशिष्ट तनाव नहीं हैं।
- उत्पादित सतह खत्म उत्कृष्ट है।
- कम गर्मी उत्पन्न होती है।
नुकसान
- खारा पानी (या अम्लीय) इलेक्ट्रोलाइट उपकरण, वर्कपीस और उपकरण के क्षरण का जोखिम पैदा करता है।[2]* केवल विद्युत प्रवाहकीय सामग्री को ही मशीनीकृत किया जा सकता है। उच्च विशिष्ट ऊर्जा खपत।
- इसका उपयोग नरम सामग्री के लिए नहीं किया जा सकता है।
करंट शामिल
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आवश्यक धारा वांछित सामग्री हटाने की दर के समानुपाती होती है, और मिमी/मिनट में हटाने की दर amps प्रति वर्ग मिमी के समानुपाती होती है।
विशिष्ट धाराएं 0.1 amp प्रति वर्ग मिमी से लेकर 5 amps प्रति वर्ग मिमी तक होती हैं। इस प्रकार, स्लो कट के साथ 1x1 मिमी टूल के छोटे प्लंज कट के लिए केवल 0.1 एम्पीयर की आवश्यकता होगी।
हालांकि, एक बड़े क्षेत्र में उच्च फ़ीड दर के लिए, किसी भी मशीनिंग प्रक्रिया की तरह ही अधिक करंट का उपयोग किया जाएगा - अधिक सामग्री को तेजी से हटाने में अधिक शक्ति लगती है।
इस प्रकार, यदि 100 × 100 मिमी क्षेत्र में 4 एम्पियर प्रति वर्ग मिलीमीटर का वर्तमान घनत्व वांछित था, तो इसमें 40,000 एम्पियर (और बहुत अधिक शीतलक/इलेक्ट्रोलाइट) लगेगा।
सेटअप और उपकरण
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ईसीएम मशीनें लंबवत और क्षैतिज दोनों प्रकार की होती हैं। कार्य की आवश्यकताओं के आधार पर, इन मशीनों को कई अलग-अलग आकारों में भी बनाया जाता है। वर्टिकल मशीन में बेस, कॉलम, टेबल और स्पिंडल हेड होते हैं। स्पिंडल हेड में एक सर्वो-तंत्र है जो स्वचालित रूप से टूल को आगे बढ़ाता है और कैथोड (टूल) और वर्कपीस के बीच के अंतर को नियंत्रित करता है।[1]
छह अक्षों तक की सीएनसी मशीनें उपलब्ध हैं।[2]
कॉपर अक्सर इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में प्रयोग किया जाता है। पीतल, ग्रेफाइट और कॉपर-टंगस्टन का भी अक्सर उपयोग किया जाता है क्योंकि वे आसानी से मशीनीकृत होते हैं, वे प्रवाहकीय सामग्री होते हैं, और वे खुरचना नहीं करेंगे।[1]
अनुप्रयोग
ईसीएम के कुछ बहुत ही बुनियादी अनुप्रयोगों में शामिल हैं:
- डाई-सिंकिंग ऑपरेशन
- ड्रिलिंग जेट इंजन टरबाइन ब्लेड
- एकाधिक छेद ड्रिलिंग
- मशीनिंग स्टीम टर्बाइन ब्लेड करीब सीमा के भीतर
- माइक्रो मशीनिंग
- प्रोफाइलिंग और कंटूरिंग
- राइफलिंग बैरल
== ईडीएम और ईसीएम == के बीच समानताएं
- टूल और वर्कपीस को बहुत कम अंतराल से अलग किया जाता है, यानी उनके बीच कोई संपर्क नहीं होता है।
- उपकरण और सामग्री दोनों ही विद्युत के सुचालक होने चाहिए।
- उच्च पूंजी निवेश की आवश्यकता है।
- सिस्टम ज्यादा बिजली की खपत करते हैं।
- टूल और वर्कपीस (ईसीएम के लिए प्रवाहकीय और ईडीएम के लिए ढांकता हुआ) के बीच एक तरल पदार्थ का उपयोग माध्यम के रूप में किया जाता है।
- टूल को उनके बीच एक निरंतर अंतर बनाए रखने के लिए वर्कपीस की ओर लगातार फीड किया जाता है (ईसीएम आंतरायिक या चक्रीय, आमतौर पर आंशिक, टूल निकासी को शामिल कर सकता है)।
ईसीएम और ईसीजी के बीच अंतर
- इलेक्ट्रोकेमिकल ग्राइंडिंग (ECG) इलेक्ट्रोकेमिकल मशीनिंग (ईसीएम) के समान है, लेकिन वर्कपीस के समोच्च के आकार के उपकरण के बजाय एक समोच्च प्रवाहकीय ग्राइंडिंग व्हील का उपयोग करता है।
यह भी देखें
संदर्भ
- ↑ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 Todd, H. Robert; Allen, K. Dell; Alting, Leo (1994), Manufacturing Processes Reference Guide (1st ed.), Industrial Press Inc., pp. 198–199, ISBN 0-8311-3049-0.
- ↑ 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 Valenti, Michael, "Making the Cut." Mechanical Engineering, American Society of Mechanical Engineers, 2001. http://www.memagazine.org/backissues/membersonly/nov01/features/makcut/makcut.html Archived 2010-07-05 at the Wayback Machine accessed 2/23/2010
- ↑ "Process History - ECM Technologies".
