CNC मशीनिंग में सामान्य सतह उपचार प्रक्रियाओं का विश्लेषण
CNC मशीनीकृत भागों की सतह खुरदरापन मशीनिंग के बाद उनकी सतह की बनावट की औसत अनियमितता को संदर्भित करता है। इसे आमतौर पर "Ra" (अंकगणितीय औसत खुरदरापन) का उपयोग करके मात्रा निर्धारित की जाती है, जो सामग्री की सतह की सूक्ष्म सटीकता को मापता है। सतह खुरदरापन न केवल भाग की उपस्थिति को सीधे प्रभावित करता है, बल्कि इसके भौतिक गुणों और अनुप्रयोग में प्रदर्शन को भी महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।
आदर्श सतह गुणवत्ता प्राप्त करने के लिए, तकनीशियन उपयुक्त उपकरण चुनते हैं और मशीनिंग मापदंडों जैसे कि फीड दर, कटिंग स्पीड और कटिंग गहराई को अनुकूलित करते हैं ताकि सतह खुरदरापन को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सके, यह सुनिश्चित करते हुए कि भाग कार्यात्मक, विश्वसनीयता और जीवनकाल आवश्यकताओं को पूरा करता है।
CNC मशीनिंग में सामान्य सतह खुरदरापन ग्रेड और उनके अनुप्रयोग
CNC मशीनिंग में, भागों की सतह खुरदरापन बेतरतीब ढंग से नहीं बनती है, बल्कि विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर विशेष रूप से नियंत्रित की जाती है। विभिन्न उपयोग मामलों में सतह खुरदरापन के लिए अलग-अलग मांगें होती हैं ताकि असेंबली सटीकता, कार्यक्षमता और सेवा जीवन सुनिश्चित हो सके। नीचे कई सामान्य सतह खुरदरापन ग्रेड और उनके लागू होने वाले रेंज दिए गए हैं:
Ra 3.2 μm
यह सबसे आम वाणिज्यिक-स्तर की मशीनीकृत सतह है, जो अधिकांश उपभोक्ता भागों के लिए उपयुक्त है। नग्न आंखों से दृश्यमान उपकरण चिह्न मौजूद हैं और आमतौर पर CNC मशीनिंग के लिए डिफ़ॉल्ट खुरदरापन मानक के रूप में उपयोग किया जाता है। यह ग्रेड उन भागों के लिए उपयुक्त है जो मध्यम कंपन, भार और तनाव के अधीन हैं, और अक्सर उन मिलन सतहों के लिए उपयोग किया जाता है जो हल्के भार और धीमी गति का अनुभव करते हैं।
Ra 1.6 μm
यह यांत्रिक उद्योग में सामान्य भागों के लिए उपयोग किया जाने वाला एक मानक है जिन्हें उच्च सतह चिकनाई की आवश्यकता नहीं होती है। हल्के उपकरण चिह्न अभी भी दिखाई देते हैं, लेकिन सतह Ra 3.2 μm से महीन है। इसका उपयोग आमतौर पर सामान्य यांत्रिक घटकों या कम प्रदर्शन आवश्यकताओं वाले संरचनात्मक भागों के लिए किया जाता है, खासकर कम गति, हल्के भार वाले चलने वाले भागों के लिए। यह उच्च गति वाले घूर्णन या उच्च-कंपन वातावरण के लिए उपयुक्त नहीं है।
Ra 0.8 μm
यह खुरदरापन का एक उच्च ग्रेड है जिसके लिए सख्त मशीनिंग नियंत्रण की आवश्यकता होती है। हालांकि लागत अपेक्षाकृत अधिक है, लेकिन यह तनाव क्षेत्रों में प्रमुख भागों के लिए उपयुक्त है, जो आमतौर पर ऑटोमोटिव घटकों और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स में पाया जाता है। यह ग्रेड उन असर घटकों के लिए भी उपयुक्त है जो हल्के भार और रुक-रुक कर गति का अनुभव करते हैं।
Ra 0.4 μm
यह सतह ग्रेड दर्पण खत्म के करीब है और मुख्य रूप से उन सटीक भागों के लिए उपयोग किया जाता है जिन्हें अत्यधिक उच्च सतह सटीकता, सौंदर्यशास्त्र और चिकनाई की आवश्यकता होती है। यह उच्च गति वाले घूर्णन भागों (जैसे, शाफ्ट, बेयरिंग) के लिए उपयुक्त है और घर्षण और पहनने को प्रभावी ढंग से कम करता है। हालांकि, इस ग्रेड के लिए आमतौर पर अधिक परिष्कृत मशीनिंग और सख्त गुणवत्ता नियंत्रण की आवश्यकता होती है, जिससे उत्पादन लागत और चक्र में काफी वृद्धि होती है।
CNC मशीनिंग में सामान्य सतह उपचार प्रक्रियाओं का विश्लेषण
विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं और सामग्री विशेषताओं के आधार पर, उत्पाद डिजाइनर विभिन्न CNC सतह उपचार विधियों का चयन करते हैं। नीचे धातु और गैर-धातु दोनों सामग्रियों के लिए सामान्य सतह उपचार विधियां दी गई हैं:
1. यांत्रिक सतह उपचार प्रक्रियाएं
1.1 प्राकृतिक सतह (कोई उपचार नहीं)
CNC मशीनिंग के बाद वर्कपीस की प्राकृतिक सतह की स्थिति को संदर्भित करता है, आमतौर पर दृश्यमान उपकरण चिह्नों या मामूली दोषों के साथ, लगभग Ra 3.2 μm की औसत खुरदरापन के साथ। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि बाद में पॉलिशिंग या ग्राइंडिंग भाग के आयामीय सहिष्णुता को प्रभावित कर सकता है।
1.2 सैंडब्लास्टिंग
कम चिकनाई आवश्यकताओं वाले धातु भागों के लिए एक किफायती और व्यावहारिक सतह उपचार विधि। इसमें सतह पर छोटे कांच के मोतियों को शूट करने के लिए उच्च दबाव वाली बंदूकों का उपयोग शामिल है, दोषों को हटाना और एक समान मैट या फ्रॉस्टेड बनावट बनाना।
1.3 ब्रश फिनिश
एक बढ़िया परिष्करण विधि जो ठीक ब्रश या पीसने वाले मीडिया का उपयोग करके सतह पर एक समान, एकदिशात्मक बनावट बनाती है। विशेष रूप से एल्यूमीनियम, तांबा और स्टेनलेस स्टील जैसी धातुओं के लिए उपयुक्त, यह धातु के प्राकृतिक रंग को संरक्षित करता है जबकि एक अद्वितीय बनावट प्रदान करता है।
1.4 अपघर्षक सैंडिंग
जिसे अपघर्षक सैंडब्लास्टिंग के रूप में भी जाना जाता है, यह प्रक्रिया सतह के दूषित पदार्थों, ऑक्साइड परतों को हटाने या बनावट प्रसंस्करण और पूर्व-कोटिंग तैयारी के लिए उच्च गति वाले रेत कणों का उपयोग करती है। यह विभिन्न धातुओं और कठोर सामग्रियों के लिए उपयुक्त है।
1.5 पॉलिशिंग
भागों पर उच्च-चमक खत्म प्राप्त करने के लिए पॉलिशिंग पहियों या यौगिकों का उपयोग करता है, जिससे दर्पण प्रभाव उत्पन्न होता है। सौंदर्यशास्त्र, सफाई और संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाने के लिए आमतौर पर चिकित्सा उपकरणों, खाद्य मशीनरी और उच्च-अंत उपभोक्ता वस्तुओं में उपयोग किया जाता है।
1.6 नर्लिंग
एक विधि जहां नियमित एंटी-स्लिप बनावट बनाने के लिए वर्कपीस की घूर्णन सतह पर पैटर्न वाले उपकरण लगाए जाते हैं। अक्सर पकड़ को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाता है, यह विधि सौंदर्य और कार्यात्मक दोनों डिजाइनों में पीतल, स्टील और एल्यूमीनियम जैसी धातुओं के लिए उपयुक्त है।
1.7 ग्राइंडिंग
उच्च स्तर की चिकनाई और सटीकता प्राप्त करने के लिए सतह से सामग्री की सूक्ष्म मात्रा को हटाने के लिए पीसने वाले पहियों या अन्य अपघर्षक का उपयोग करता है। यह उन भागों के लिए उपयुक्त है जिन्हें आगे सतह संदूषण हटाने या खुरदरापन सुधार की आवश्यकता होती है।
2. रासायनिक सतह उपचार प्रक्रियाएं
2.1 पैसिवेशन
स्टेनलेस स्टील और अन्य धातुओं के लिए एक मानकीकृत रासायनिक उपचार, जिसमें सतह से मुक्त लोहे को हटाने और एक समान सुरक्षात्मक फिल्म बनाने के लिए एक विशिष्ट घोल में विसर्जन शामिल है, जिससे संक्षारण प्रतिरोध में सुधार होता है।
2.2 क्रोमेट उपचार
एल्यूमीनियम, जस्ता, कैडमियम और मैग्नीशियम जैसी धातुओं के लिए उपयुक्त। वर्कपीस को क्रोमिक एसिड या अन्य रासायनिक घोलों में डुबोया जाता है ताकि एक सुरक्षात्मक रूपांतरण फिल्म बन सके, जिससे आसंजन, विद्युत इन्सुलेशन और संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि हो।
2.3 गैल्वनाइजिंग
स्टील या अन्य सब्सट्रेट को पिघले हुए जस्ता में डुबोना शामिल है ताकि एक जस्ता-लोहा मिश्र धातु परत और एक शुद्ध जस्ता परत बन सके। यह लागत प्रभावी प्रक्रिया ऑक्सीकरण और जंग को रोकती है और भागों के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए उपयुक्त है।
2.4 ब्लैक ऑक्साइड कोटिंग
लौह धातुओं को एक ऑक्सीकरण नमक घोल में डुबोना शामिल है ताकि रासायनिक रूप से एक काला आयरन ऑक्साइड सुरक्षात्मक परत बन सके। भवन घटकों और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो संक्षारण प्रतिरोध और मैट फिनिश दोनों प्रदान करता है।
2.5 वाष्प पॉलिशिंग
उच्च चमक और पारदर्शिता प्राप्त करने के लिए प्लास्टिक भागों (जैसे पीसी और ऐक्रेलिक) के लिए उपयोग किया जाता है, रासायनिक वाष्प के माध्यम से जो सतह को पिघला देता है। यह विधि आमतौर पर कार की रोशनी, चिकित्सा उपकरणों और अन्य उत्पादों पर लागू होती है जिन्हें उच्च सौंदर्य अपील या प्रकाश संचरण की आवश्यकता होती है।
3. इलेक्ट्रोकेमिकल सतह उपचार प्रक्रियाएं
3.1 एनोडाइजिंग
मुख्य रूप से एल्यूमीनियम भागों के लिए उपयोग किया जाता है, एनोडाइजिंग में प्राकृतिक ऑक्साइड परत को मोटा करने के लिए एक इलेक्ट्रोलाइटिक प्रक्रिया शामिल है, जिससे संक्षारण प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध और सतह की कठोरता में सुधार होता है, जबकि रंगाई का भी समर्थन करता है। यह उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स और औद्योगिक उपकरणों में व्यापक रूप से लागू होता है।
3.2 इलेक्ट्रोप्लेटिंग
एक प्रक्रिया जहां धातु के आयनों को विद्युत प्रवाह का उपयोग करके वर्कपीस की सतह पर जमा किया जाता है, जिससे एक समान धातु कोटिंग बनती है। यह चालकता, संक्षारण प्रतिरोध और सजावटी उपस्थिति को बढ़ाता है। सामान्य प्लेटिंग सामग्री में तांबा, निकल, सोना और चांदी शामिल हैं।
3.3 इलेक्ट्रोलेस निकल प्लेटिंग
जिसे रासायनिक निकल प्लेटिंग के रूप में भी जाना जाता है, इस प्रक्रिया में स्टील, एल्यूमीनियम या अन्य सब्सट्रेट पर एक समान निकल-फॉस्फोरस मिश्र धातु परत जमा करने के लिए रासायनिक कमी शामिल है। यह उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध और समान कवरेज प्रदान करता है, खासकर जटिल ज्यामिति वाले भागों के लिए।
3.4 इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग
सतह पर सूक्ष्म अनुमानों को हटाने के लिए एनोडिक विघटन शामिल है, जिससे यह चिकना और चमकदार हो जाता है, जबकि सफाई और संक्षारण प्रतिरोध में वृद्धि होती है। यह विधि उन भागों के लिए व्यापक रूप से उपयोग की जाती है जिन्हें उच्च स्वच्छता मानकों की आवश्यकता होती है, जैसे कि चिकित्सा उपकरण और खाद्य प्रसंस्करण उपकरण।
3.5 पाउडर कोटिंग
एक धातु की सतह पर थर्मोसेट या थर्मोप्लास्टिक पाउडर को इलेक्ट्रोस्टैटिक रूप से छिड़काव करना शामिल है, जिसे बाद में एक मजबूत सुरक्षात्मक फिल्म बनाने के लिए गर्मी या यूवी प्रकाश के तहत ठीक किया जाता है। यह विधि विभिन्न धातु बाड़ों और संरचनात्मक घटकों के लिए उपयुक्त उत्कृष्ट सजावटी, संक्षारण-प्रतिरोधी और पर्यावरण के अनुकूल गुण प्रदान करती है।
4. हीट ट्रीटमेंट सरफेस प्रक्रियाएं
4.1 एनीलिंग
धातु को उसके पुनर्संरचना तापमान पर गर्म करना और फिर उसे धीरे-धीरे ठंडा करना (आमतौर पर रेत में या भट्टी शीतलन के साथ) शामिल है ताकि कठोरता कम हो सके, क्रूरता और लचीलापन में सुधार हो सके, और बाद की ठंडी काम करने वाली संपत्तियों को बढ़ाया जा सके।
4.2 हीट ट्रीटमेंट
एक सामग्री की सूक्ष्म संरचना को बदलने के लिए हीटिंग, होल्डिंग और कूलिंग से जुड़े संचालन की एक श्रृंखला, जिससे इसकी यांत्रिक गुणों में सुधार होता है, जैसे कि ताकत, कठोरता और पहनने का प्रतिरोध। इसका उपयोग व्यापक रूप से मोल्ड और संरचनात्मक भाग निर्माण में किया जाता है।
4.3 टेम्परिंग
एक बुझी हुई धातु को उपयुक्त तापमान पर फिर से गर्म करना, इसे एक निश्चित अवधि के लिए रखना, और फिर इसे धीरे-धीरे ठंडा करना ताकि ताकत और क्रूरता को संतुलित किया जा सके, जिससे सामग्री बहुत भंगुर होने से बच सके।
CNC मशीनीकृत भागों के लिए सही सतह उपचार कैसे चुनें?
यह सुनिश्चित करने के लिए कि चयनित सतह उपचार डिजाइन आवश्यकताओं और अनुप्रयोग परिदृश्यों को पूरा करता है, निम्नलिखित प्रमुख कारकों पर विचार किया जाना चाहिए:
सामग्री की विशेषताएं
विभिन्न सामग्रियां सतह उपचारों पर अलग-अलग प्रतिक्रिया करती हैं। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम भाग एनोडाइजिंग और पाउडर कोटिंग के लिए उपयुक्त हैं, स्टेनलेस स्टील अक्सर बेहतर संक्षारण प्रतिरोध के लिए पैसिवेशन का उपयोग करता है, और कार्बन स्टील ब्लैक ऑक्साइड या हॉट-डिप गैल्वनाइजिंग के लिए अधिक उपयुक्त है।
कार्यात्मक आवश्यकताएं
भाग कार्यक्षमता के आधार पर प्रक्रियाओं का चयन करें। उदाहरण के लिए, संक्षारक वातावरण के संपर्क में आने वाले भागों के लिए एनोडाइजिंग या इलेक्ट्रोप्लेटिंग का चयन किया जा सकता है, उच्च-पहनने की स्थिति के लिए कार्बराइजिंग या टेम्परिंग, और उन भागों के लिए तांबा, चांदी या सोने का इलेक्ट्रोप्लेटिंग जिन्हें बेहतर चालकता की आवश्यकता होती है।
उपस्थिति आवश्यकताएं
सतह उपचार उत्पाद की दृश्य उपस्थिति को प्रभावित करता है। पॉलिशिंग और इलेक्ट्रोप्लेटिंग उच्च-चमक खत्म प्राप्त कर सकते हैं, जबकि सैंडब्लास्टिंग और पाउडर कोटिंग मैट या साटन बनावट बना सकते हैं। उत्पाद की स्थिति या ग्राहक आवश्यकताओं के आधार पर उपयुक्त प्रभाव चुनें।
लागत नियंत्रण
विभिन्न प्रक्रियाओं की अलग-अलग लागत होती है। उदाहरण के लिए, पाउडर कोटिंग बड़े पैमाने पर उत्पादन में अच्छा लागत-प्रदर्शन प्रदान करता है। इष्टतम समाधान का चयन करने के लिए लागत, उत्पादन चक्र समय और प्रदर्शन आवश्यकताओं को संतुलित करना महत्वपूर्ण है।
लीड टाइम आवश्यकताएं
एनोडाइजिंग और इलेक्ट्रो प्लेटिंग जैसी प्रक्रियाओं में आम तौर पर लंबे चक्र समय होते हैं, जबकि पॉलिशिंग जैसे यांत्रिक उपचार अपेक्षाकृत तेज़ होते हैं। यदि लीड टाइम तंग है, तो तेज़ प्रक्रियाओं को प्राथमिकता दी जानी चाहिए; हालाँकि, यदि पर्याप्त समय है और उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता है, तो अधिक विस्तृत प्रक्रियाओं का चयन किया जा सकता है।
CNC मशीनिंग सतह खुरदरापन माप विधियाँ
यह सत्यापित करने के लिए कि किसी भाग की सतह आवश्यक गुणवत्ता और प्रदर्शन मानकों को पूरा करती है, खुरदरापन, बनावट और मशीनिंग गुणवत्ता का विभिन्न दृष्टिकोणों से आकलन करने के लिए विभिन्न माप तकनीकों का उपयोग किया जाता है। सामान्य विधियों में शामिल हैं:
दृश्य निरीक्षण
सबसे प्रत्यक्ष और कुशल प्रारंभिक स्क्रीनिंग विधि, जिसमें खरोंच, डेंट या बर्र जैसे स्पष्ट दोषों की पहचान करने के लिए नग्न आंखों या आवर्धक कांच का उपयोग शामिल है।
प्रोफिलोमीटर
एक संपर्क-आधारित मापने वाला उपकरण जो भाग के माइक्रो-प्रोफाइल को रिकॉर्ड करने के लिए सतह के साथ आगे बढ़ने के लिए एक जांच का उपयोग करता है। यह विधि खुरदरापन मापदंडों, प्रोफाइल सुविधाओं और मशीनिंग स्थिरता का सटीक मूल्यांकन करती है। यह अत्यधिक सटीक है और उन भागों के लिए उपयुक्त है जिन्हें सख्त सतह गुणवत्ता मानकों की आवश्यकता होती है।
सतह खुरदरापन माप उपकरण
विशेष रूप से सतह पर सूक्ष्म अनियमितताओं को मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है, यह उपकरण Ra, Rz और अन्य जैसे खुरदरापन मापदंडों की गणना करता है, जो उद्देश्य, संख्यात्मक परिणाम प्रदान करता है। यह CNC मशीनीकृत भागों की सतह की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली मानक विधियों में से एक है।
