विद्युत रासायनिक मशीनीकरण
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विद्युत रासायनिक मशीनीकरण (ईसीएम) प्रक्रिया द्वारा धातु को विस्थापित करने की विधि है। सामान्यत: यह बड़े स्तर पर उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है और इसका उपयोग अत्यधिक कठोर सामग्री पर कार्य करने 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 विभक्त कर सकता है, जैसे कि टाइटेनियम एल्युमिनाइड, इंकोनेल, वास्पलोय और उच्च निकल, कोबाल्ट और रेनीयाम मिश्र धातु है।[2] बाहरी और आंतरिक दोनों ज्यामिति को मशीनीकृत किया जा सकता है।
ईसीएम को अधिकांशत: रिवर्स विद्युतलेपन के रूप में चित्रित किया जाता है, जिसमें यह जोड़ने के अतिरिक्त सामग्री को विस्थापित कर देता है।[2]यह विद्युत निर्वहन मशीनीकरण (ईडीएम) की अवधारणा के समान है जिसमें नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रोड (कैथोड), प्रवाहकीय द्रव (इलेक्ट्रोलाइट), और प्रवाहकीय कार्यखंड (एनोड) वाले इलेक्ट्रोलाइटिक सामग्री को विस्थापित करने की प्रक्रिया के माध्यम से इलेक्ट्रोड के भाग के मध्य उच्च धारा पारित की जाती है। यद्यपि, ईसीएम में कोई उपकरण घिसाव नहीं होता है।[1]ईसीएम विभक्त करने के उपकरण को कार्य के समीप वांछित पथ के साथ निर्देशित किया जाता है किन्तु समूहों को छुए बिना निर्देशित किया जाता है । ईडीएम के विपरीत, यदि कोई समस्या उत्पन्न नहीं होती है। ईसीएम के साथ उच्च धातु विस्थापित करने की दर संभव है, बिना किसी ऊष्मीय अथवा यांत्रिक तनाव के भाग में स्थानांतरित किया जा रहा है, और दर्पण की परिष्कृत सतह प्राप्त की जा सकती है।
ईसीएम प्रक्रिया में, कैथोड (उपकरण) को एनोड (कार्यखंड) में उन्नत किया जाता है। दबावयुक्त इलेक्ट्रोलाइट को विभक्त किये जा रहे क्षेत्र में निर्धारित तापमान पर प्रवेश किया जाता है। फ़ीड दर सामग्री द्रवीकरण की दर के समान होती है। उपकरण और कार्यखंड के मध्य का अंतर 80–800 माइक्रोमीटर (0.003–0.030 इंच) के भीतर होता है।[1]जैसे ही इलेक्ट्रॉन अंतराल को पार करते हैं, कार्यखंड से सामग्री मिश्रित हो जाती है, क्योंकि उपकरण कार्यखंड में वांछित आकार बनाता है। इलेक्ट्रोलाइटिक द्रव प्रक्रिया में गठित धातु हाइड्रॉक्साइड को दूर ले जाता है।[2]
विद्युत रासायनिक मशीनीकरण, तकनीकी विधि के रूप में, 1911 में पूर्व से ही रूसी रसायनज्ञ ई.शपिटल्स्की द्वारा प्रस्तुत की गई इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग की प्रक्रिया से उत्पन्न हुई थी।[3]
जहाँ तक 1929 में प्रायोगिक ईसीएम प्रक्रिया डब्ल्यू गुससेफ द्वारा विकसित की गई थी, चूँकि यह 1959 में एनोकट इंजीनियरिंग कंपनी द्वारा व्यावसायिक प्रक्रिया स्थापित करने से पूर्व की थी। बी.आर. और जे.आई. लज़ारेंको को धातु विस्थापित करने 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 अधिक शोध किया गया था। इसी अवधि में ईडीएम के उदय ने पश्चिम में ईसीएम अनुसंधान को धीमा कर दिया, यद्यपि लौह पर्दा के पीछे कार्य चलता रहा। खराब आयामी त्रुटिहीनता और पर्यावरण प्रदूषणकारी कचरे की मूल समस्याओं को दूर कर लिया गया है, यद्यपि यह प्रक्रिया 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 कठिन परिष्कृत सतह के साथ टरबाइन ब्लेड है। यह इस निवारण प्रक्रिया के रूप में भी व्यापक और प्रभावी रूप से उपयोग किया जाता है।[2]
इस निवारण में, ईसीएम मशीनीकरण प्रक्रिया से शेष धातु के अनुमानों को विस्थापित कर देता है, और इसलिए तीव्र शीर्षों को शक्तिहीन कर देता है। यह प्रक्रिया हाथ से या गैर-पारंपरिक मशीनीकरण प्रक्रियाओं द्वारा इस निवारण के पारंपरिक विधि की तुलना में तीव्र और अधिकांशतः सुविधाजनक होती है।[1]
लाभ
- अवतल उपकरणों का उपयोग करके जटिल अवतल वक्रता घटकों का उत्पादन सरलता से किया जा सकता है।
- उपकरण का क्षरण शून्य है, क्यूकी उपकरण 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 मध्य सरल संपर्क नहीं है इसलिए कोई बल और अवशिष्ट तनाव नहीं होता हैं।
- उत्पादित परिष्कृत सतह उत्कृष्ट है।
- न्यून ऊष्मा उत्पन्न होती है।
नुकसान
- खारा पानी (अथवा अम्लीय) इलेक्ट्रोलाइट उपकरण, कार्यखंड और उपकरण के क्षरण का संकट उत्पन्न करता है।[2]
- एकमात्र 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 सामग्री विस्थापित करने की वांछित दर के समानुपाती होती है, और मिमी/मिनट में विस्थापित करने की दर एम्पीयर प्रति वर्ग मिमी के समानुपाती होती है।
विशिष्ट धाराएं 0.1 एम्पीयर प्रति वर्ग मिमी से लेकर 5 एम्पीयर प्रति वर्ग मिमी तक होती हैं। इस प्रकार, धीमी कट के साथ 1x1 मिमी उपकरण के छोटे प्लंज कट के लिए केवल 0.1 एम्पीयर की आवश्यकता होगी।
चूँकि, बड़े क्षेत्र में उच्च फ़ीड दर के लिए, किसी भी मशीनीकरण प्रक्रिया की भाँति अधिक धारा का उपयोग किया जाएगा | अधिक सामग्री को शीघ्र विस्थापित करने 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 अधिक शीतलक/इलेक्ट्रोलाइट) की आवश्यकता होगी ।
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 भिन्न-भिन्न आकारों में भी बनाया जाता है। वर्टिकल मशीन में बेस, कॉलम, टेबल और स्पिंडल हेड होते हैं। स्पिंडल हेड में सर्वो-तंत्र है जो स्वचालित रूप से उपकरण को आगे बढ़ाता है जो कैथोड (उपकरण) और कार्यखंड के मध्य के अंतर को नियंत्रित करता है।[1]
छह अक्षों तक की सीएनसी मशीनें उपलब्ध हैं।[2]
ताँबा प्रायः इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में प्रयोग किया जाता है। पीतल, ग्रेफाइट और ताँबा-टंगस्टन का भी प्रायः उपयोग किया जाता है क्योंकि वे सरलता से मशीनीकृत होते हैं, वे प्रवाहकीय सामग्री होते हैं, और वे खुरचना नहीं करते हैं।[1]
अनुप्रयोग
ईसीएम में कुछ अनुप्रयोगों में सम्मिलित हैं:
- डाई-सिंकिंग ऑपरेशन
- ड्रिलिंग जेट इंजन टरबाइन ब्लेड
- एकाधिक छेद ड्रिलिंग
- मशीनीकरण स्टीम टर्बाइन ब्लेड निकट सीमा के भीतर
- माइक्रो मशीनीकरण
- प्रोफाइलिंग और कंटूरिंग
- राइफलिंग बैरल
ईडीएम और ईसीएम के मध्य समानताएं
- उपकरण और कार्यखंड को अधिक कम अंतराल से भिन्न किया जाता है, जैसे उनके मध्य कोई संपर्क नहीं होता है।
- उपकरण और सामग्री दोनों ही विद्युत के सुचालक होने चाहिए।
- उच्च पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है।
- प्रणाली अधिक विद्युत् का व्यय करते हैं।
- उपकरण और कार्यखंड (ईसीएम के लिए प्रवाहकीय और ईडीएम के लिए ढांकता हुआ) के मध्य तरल पदार्थ का उपयोग माध्यम के रूप में किया जाता है।
- उपकरण को उनके मध्य निरंतर अंतर बनाए रखने के लिए कार्यखंड की ओर निरंतर फीड किया जाता है (ईसीएम आंतरायिक या चक्रीय, सामान्यतः आंशिक, उपकरण निकासी को सम्मिलित कर सकता है)।
ईसीएम और ईसीजी के मध्य अंतर
- विद्युत रासायनिक ग्राइंडिंग (ईसीजी) विद्युत रासायनिक मशीनीकरण (ईसीएम) के समान है, परंतु कार्यखंड के समोच्च के आकार के उपकरण के अतिरिक्त 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".
