CNC મશીનિંગ ટાઇટેનિયમ એલોય: પ્રક્રિયા, એપ્લિકેશન્સ અને પડકારો

12,242 દૃશ્યો 2024-10-24 13:38:56

આધુનિક ઉત્પાદનમાં, CNC (કમ્પ્યુટર સંખ્યાત્મક નિયંત્રણ) મશીનિંગ ટેક્નોલોજી ટાઇટેનિયમ એલોયના મશીનિંગમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

CNC મશીનિંગ ટાઇટેનિયમના ફાયદા

• ઉચ્ચ તાકાત - થી - વજન ગુણોત્તર:

ટાઇટેનિયમ એલોય અત્યંત ઊંચી શક્તિ અને પ્રમાણમાં ઓછી ઘનતા ધરાવે છે, જેનો અર્થ એ છે કે ટાઇટેનિયમ એલોયથી બનેલા ભાગો હળવા વજનની ડિઝાઇનની જરૂરિયાત હેઠળ પણ ઉત્તમ યાંત્રિક ગુણધર્મો જાળવી શકે છે..

• ઉત્તમ કાટ પ્રતિકાર:

ટાઇટેનિયમ એલોય મોટાભાગના એસિડ અને આલ્કલી માટે અત્યંત પ્રતિરોધક છે, તેમને સમુદ્ર અને રાસાયણિક પ્રક્રિયા સુવિધાઓ જેવા કઠોર વાતાવરણ માટે યોગ્ય બનાવે છે.

CNC મશીનિંગ ટાઇટેનિયમ એલોય

• જૈવ સુસંગતતા:

ટાઇટેનિયમ એલોય માનવ પ્રત્યારોપણમાં ઉપયોગ માટે ખૂબ જ યોગ્ય છે કારણ કે તે રોગપ્રતિકારક અસ્વીકારનું કારણ નથી અને માનવ પેશીઓ સાથે ખૂબ સુસંગત છે.

• ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર:

ટાઇટેનિયમ એલોય મશીનિંગ પછી ખૂબ જ સરળ સપાટી મેળવી શકે છે, અને આ સપાટી ખૂબ ઊંચી વસ્ત્રો પ્રતિકાર ધરાવે છે, જે લાંબા ગાળાના ઉપયોગ માટે ભાગો માટે યોગ્ય છે.

• સારી મશીનિંગ લાક્ષણિકતાઓ:

જોકે ટાઇટેનિયમ એલોય મશીન માટે મુશ્કેલ છે, જટિલ આકારો CNC ટેક્નોલોજી દ્વારા ચોક્કસ રીતે મશિન કરી શકાય છે, એરોસ્પેસ જેવા ઉદ્યોગોમાં ભાગોની કડક ભૌમિતિક ચોકસાઈની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવી.

• બિન-ચુંબકીય:

ટાઇટેનિયમ એલોય બિન-ચુંબકીય છે, જે કેટલાક ઈલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણો અને તબીબી એપ્લિકેશનો માટે એક મહત્વપૂર્ણ ફાયદો છે.

• ઉચ્ચ તાપમાન કામગીરી:

ટાઇટેનિયમ એલોય ઊંચા તાપમાને તેમના યાંત્રિક ગુણધર્મો જાળવી શકે છે, જે એરો-એન્જિન જેવા ઉચ્ચ તાપમાનના કાર્યક્રમો માટે નિર્ણાયક છે.

• સારી નમ્રતા:

ટાઇટેનિયમ એલોય્સમાં સારી નરમતા હોય છે અને સામગ્રીની અખંડિતતાને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના રચના અને પ્રક્રિયા કરી શકાય છે.

• થાક ક્રેક પ્રચાર માટે પ્રતિકાર:

ટાઇટેનિયમ એલોયનું માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર થાક તિરાડોના પ્રસારને પ્રતિકાર કરવામાં મદદ કરે છે, ભાગોની વિશ્વસનીયતા અને જીવનકાળમાં સુધારો.

• પર્યાવરણ - મૈત્રીપૂર્ણ:

ટાઇટેનિયમ એલોયની CNC મશીનિંગ સામગ્રીના કચરાને ઘટાડી શકે છે, અને આધુનિક મશીનિંગ તકનીકો વધુ પર્યાવરણને અનુકૂળ શીતક અને લુબ્રિકન્ટનો ઉપયોગ કરે છે.

મશીનિંગ ટેકનોલોજીની સતત પ્રગતિ સાથે, ટાઇટેનિયમ એલોયની મશીનિંગ કિંમત અને કાર્યક્ષમતા પણ ધીમે ધીમે સુધરી રહી છે, તેમના એપ્લિકેશન ક્ષેત્રોને વધુ વિસ્તરી રહ્યા છે.

CNC મશીનિંગ માટે વિવિધ ટાઇટેનિયમ ગ્રેડ

સીએનસી મશીનિંગના સંદર્ભમાં, ટાઇટેનિયમના વિવિધ ગ્રેડ ગુણધર્મોના અનન્ય સંયોજનો પ્રદાન કરે છે જે તેમને વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય બનાવે છે.

અહીં CNC મશીનિંગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સામાન્ય ટાઇટેનિયમ ગ્રેડ અને તેમની લાક્ષણિકતાઓનું વિહંગાવલોકન છે:

• ગ્રેડ 1 ટાઇટેનિયમ

ગ્રેડ 1 વ્યાપારી રીતે શુદ્ધ છે (સી.પી) ઉત્તમ અસર અને કાટ સહિષ્ણુતા સાથે ટાઇટેનિયમ ગ્રેડ, તેમજ સારી વેલ્ડેબિલિટી.

તે CP ગ્રેડમાં સૌથી વધુ નમ્રતા અને ફોર્મેબિલિટી ધરાવે છે, તેને એપ્લીકેશન માટે આદર્શ બનાવે છે જ્યાં આ ગુણો આવશ્યક છે.

• ગ્રેડ 2 ટાઇટેનિયમ

ગ્રેડ જેવું જ 1, ગ્રેડ 2 થોડો નીચો નમ્રતા સાથેનો બીજો CP ગ્રેડ છે પરંતુ તેમ છતાં સારી કાટ પ્રતિકાર અને વેલ્ડેબિલિટી પ્રદાન કરે છે. તેનો ઉપયોગ સામાન્ય ઔદ્યોગિક કાર્યક્રમોમાં થાય છે જ્યાં મધ્યમ સ્તરની તાકાત અને કાટ પ્રતિકાર જરૂરી હોય છે.

• ગ્રેડ 5 ટાઇટેનિયમ (Ti-6Al-4V)

ગ્રેડ 5, Ti-6Al-4V તરીકે પણ ઓળખાય છે, ઉચ્ચ શક્તિના સંયોજનને કારણે આલ્ફા-બીટા ટાઇટેનિયમ એલોય સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાય છે, સારી કાટ પ્રતિકાર, અને ઉત્તમ જૈવ સુસંગતતા.

તે સામાન્ય રીતે એરોસ્પેસમાં વપરાય છે, લશ્કરી, અને તબીબી એપ્લિકેશનો જ્યાં આ ગુણધર્મો મહત્વપૂર્ણ છે.

• ગ્રેડ 7 ટાઇટેનિયમ (Ti-6Al)

ગ્રેડ 7 ગ્રેડ જેવું જ આલ્ફા-બીટા ટાઇટેનિયમ એલોય છે 5 પરંતુ ઉચ્ચ એલ્યુમિનિયમ સામગ્રી સાથે, જે એલિવેટેડ તાપમાને સુધારેલ ક્રીપ પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે.

આ તેને ઉચ્ચ તાપમાને માળખાકીય સ્થિરતાની જરૂર હોય તેવા કાર્યક્રમો માટે યોગ્ય બનાવે છે.

• ગ્રેડ 12 ટાઇટેનિયમ (Ti-3Al-2.5V)

ગ્રેડ 12 આલ્ફા-બીટા ટાઇટેનિયમ એલોય છે જે CP ગ્રેડની તુલનામાં ઉન્નત શક્તિ અને કઠિનતા ધરાવે છે.

તેનો ઉપયોગ એપ્લીકેશનમાં થાય છે જ્યાં તાકાત અને ફોર્મેબિલિટી વચ્ચે સંતુલન જરૂરી છે, જેમ કે ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગમાં.

CNC મશીનિંગ વાઇબ્રેશનના કારણો અને ઉકેલો

CNC મશીનિંગ માટે ટાઇટેનિયમ ગ્રેડ પસંદ કરતી વખતે, એપ્લિકેશનની વિશિષ્ટ આવશ્યકતાઓને ધ્યાનમાં લેવી મહત્વપૂર્ણ છે, ઇચ્છિત તાકાત સહિત, કાટ પ્રતિકાર, કામનું તાપમાન, અને જૈવ સુસંગતતા.

દરેક ગ્રેડ પ્રોપર્ટીઝનો એક અનોખો સેટ ઓફર કરે છે જે ફિનિશ્ડ ભાગની શ્રેષ્ઠ કામગીરી અને આયુષ્યની ખાતરી કરવા માટે એપ્લિકેશનની જરૂરિયાતો સાથે મેળ ખાતી હોવી જોઈએ..

ટાઇટેનિયમ એલોય મશીનિંગમાં સામાન્ય મુશ્કેલીઓ

ટાઇટેનિયમ એલોય મશીનિંગમાં મુશ્કેલીઓનો મુખ્યત્વે સમાવેશ થાય છે:

• ઓછી થર્મલ વાહકતા:

ટાઇટેનિયમ એલોયની થર્મલ વાહકતા ખૂબ ઓછી છે, જે કટીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ગરમીને ઝડપથી વિખેરવામાં મુશ્કેલી બનાવે છે.

પરિણામે, ટૂલ અને વર્કપીસ વચ્ચેના સંપર્ક વિસ્તારમાં ગરમી સરળતાથી એકઠી થાય છે, ટૂલનું તાપમાન ખૂબ ઊંચું થવાનું કારણ બને છે અને ટૂલ વેઅરને વેગ આપે છે .

• ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રવૃત્તિ:

ઊંચા તાપમાને, ટાઇટેનિયમ એલોય હવામાં ઓક્સિજન અને નાઇટ્રોજન સાથે રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ માટે સંવેદનશીલ છે, સખત પડ બનાવે છે, જે મશીનિંગની મુશ્કેલીમાં વધારો કરે છે .

• કામ - સખ્તાઇ:

કટીંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન ટાઇટેનિયમ એલોય કામ - સખ્તાઇ અનુભવે તેવી શક્યતા છે, તે છે, મશીનિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન વિરૂપતા સાથે સામગ્રીની કઠિનતા વધે છે.

આ માટે ઉચ્ચ પ્રદર્શન સાધનો અને વધુ કડક કટીંગ પરિમાણોનો ઉપયોગ જરૂરી છે .

• ઝડપી સાધન વસ્ત્રો:

ઉપરોક્ત - ઉલ્લેખિત લાક્ષણિકતાઓને કારણે, ટૂલ ટાઇટેનિયમ એલોય મશીનિંગમાં ખૂબ જ ઝડપથી પહેરે છે, ખાસ કરીને કટીંગ ધાર અને ટૂલ ટીપની નજીક .

ટાઇટેનિયમ એલોય મશીનિંગમાં સામાન્ય મુશ્કેલીઓ

• મુશ્કેલ ચિપ નિકાલ:

ટાઇટેનિયમ એલોયની ચિપમાં ટૂલના રેક ફેસ સાથે વિશાળ સંપર્ક વિસ્તાર હોય છે અને તે ટૂલની આસપાસ પવન કરવા માટે સરળ છે., જે સામાન્ય કટીંગને અવરોધે છે.

તદુપરાંત, મશીનિંગ ગુણવત્તાને અસર ન થાય તે માટે ચિપ ખાલી કરાવવા પર વિશેષ ધ્યાન આપવું જોઈએ .

• નીચા સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ:

ટાઇટેનિયમ એલોયનું સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ પ્રમાણમાં ઓછું છે, અને મશીનિંગ દરમિયાન સ્થિતિસ્થાપક વિરૂપતા ઉત્પન્ન કરવાનું સરળ છે.

ખાસ કરીને જ્યારે પાતળા – દિવાલવાળા અથવા રીંગ – આકારના ભાગોનું મશીનિંગ કરવામાં આવે છે, વર્કપીસ વિકૃતિ થઈ શકે છે .

• મશીનિંગ વાઇબ્રેશન:

ટાઇટેનિયમ એલોય મશીનિંગ દરમિયાન પેદા થતા વાઇબ્રેશન સામાન્ય સ્ટીલ કરતા દસ ગણું હોય છે, જે માત્ર ટૂલના વસ્ત્રોમાં વધારો કરે છે પરંતુ વર્કપીસની સપાટીની ગુણવત્તામાં પણ ઘટાડો કરી શકે છે .

• સાધનની પસંદગી અને કોટિંગ ટેકનોલોજી:

ટાઇટેનિયમ એલોય મશીનિંગ અને ટૂલ લાઇફની કાર્યક્ષમતા સુધારવા માટે યોગ્ય સાધન સામગ્રી અને કોટિંગ તકનીકો પસંદ કરવી મહત્વપૂર્ણ છે. .

વેક્યુમ કોટિંગ

• વર્કપીસ ક્લેમ્પિંગ અને વિરૂપતા:

ક્લેમ્પિંગ વિરૂપતા અને તાણ - મશીનિંગ દરમિયાન ટાઇટેનિયમ એલોયની પ્રેરિત વિકૃતિ મોટી છે, તેથી મશીનિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન વિકૃતિ અટકાવવા માટે વર્કપીસ ફિક્સિંગ પદ્ધતિ પર વિશેષ ધ્યાન આપવું જોઈએ .

• કટીંગ પ્રવાહી પસંદગી:

અયોગ્ય કટીંગ પ્રવાહીનો ઉપયોગ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ તરફ દોરી શકે છે અથવા ચિપ ખાલી કરાવવાને અસર કરી શકે છે.

તેથી, ટાઇટેનિયમ એલોય મશીનિંગમાં યોગ્ય કટીંગ પ્રવાહી પસંદ કરવાનું પણ એક પડકાર છે .

આ મુશ્કેલીઓના જવાબમાં, ટાઇટેનિયમ એલોયનું મશીનિંગ કરતી વખતે શ્રેણીબદ્ધ પગલાં લેવાની જરૂર છે, જેમ કે ઉચ્ચ પ્રદર્શન કટીંગ ટૂલ્સનો ઉપયોગ, કટીંગ પરિમાણોને શ્રેષ્ઠ બનાવવું, યોગ્ય ઠંડક અને લ્યુબ્રિકેશન વ્યૂહરચના અપનાવવી, અને વર્કપીસના યોગ્ય ક્લેમ્પિંગની ખાતરી કરવી, મશીનિંગ કાર્યક્ષમતા અને ગુણવત્તા સુધારવા માટે.

CNC મશીનિંગ ટાઇટેનિયમ માટે એપ્લિકેશન અને પડકારો

ટાઇટેનિયમ એલોય CNC મશીનિંગની એપ્લિકેશનો

એરોસ્પેસ:

તેના કાટને કારણે - પ્રતિરોધક ગુણધર્મો અને ઉચ્ચ શક્તિ, ટાઇટેનિયમ એલોય એરોસ્પેસ એપ્લિકેશન માટે યોગ્ય છે, જેમ કે એન્જિન બ્લેડ, ઉતરાણ ગિયર્સ, શાફ્ટ, અને આંતરિક માળખાં.

CNC મશીનિંગ ટાઇટેનિયમ માટે એપ્લિકેશન અને પડકારો

તબીબી ઉદ્યોગ:

ટાઇટેનિયમ એલોય રાસાયણિક જડતા અને જૈવ સુસંગતતા ધરાવે છે અને તેનો ઉપયોગ તબીબી પ્રત્યારોપણ અને સર્જિકલ સાધનોના ઉત્પાદન માટે કરી શકાય છે., જેમ કે અસ્થિ વૃદ્ધિ ઉત્તેજક, સ્પાઇનલ ફ્યુઝન ઉપકરણો, અને હાડકાની પ્લેટ.

શિપબિલ્ડીંગ:

ટાઇટેનિયમ એલોય સીએનસી મશીનિંગનો દરિયાઇ ઉદ્યોગમાં પણ મહત્વનો ઉપયોગ છે, જેમ કે ડેક, બેડીઓ, વસંત હુક્સ, દબાણ વાહિનીઓ, અને સબમરીન ડિટેક્ટર.

ઓટોમોટિવ ઉદ્યોગ:

ટાઇટેનિયમ મેટલ, તેના પ્રભાવ પ્રતિકાર અને ટકાઉપણાને કારણે, સ્પોર્ટ્સ કાર અને લક્ઝરી કારમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેમ કે વાહનની ફ્રેમ, ફાસ્ટનર્સ, મફલર, એક્ઝોસ્ટ પાઈપો, એન્જિન વાલ્વ, અને લોડ - બેરિંગ સ્પ્રિંગ્સ.

ઓટોમોબાઇલ્સમાં ટાઇટેનિયમ એલોય સામગ્રીનો ઉપયોગ

અન્ય ઉદ્યોગો:

ટાઇટેનિયમ CNC મશીનિંગ તેલ અને ગેસ પર પણ લાગુ પડે છે, બાંધકામ, દાગીના, રમતગમત, અને ઇલેક્ટ્રિક વાહન ઉદ્યોગો.

ટાઇટેનિયમ એલોય CNC મશીનિંગમાં પડકારો

જોકે ટાઇટેનિયમ એલોય CNC મશીનિંગમાં ઘણા ફાયદા છે, તે મશીનિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન કેટલાક પડકારોનો પણ સામનો કરે છે:

1. ઉચ્ચ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા અને ઉત્તોદન:

જ્યારે ટાઇટેનિયમ એલોય મશીનિંગ, કેટલાક વાયુઓ તેની સાથે પ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, જેના પરિણામે સપાટીના ઓક્સિડેશન અને એમ્બ્રીટલમેન્ટ જેવી સમસ્યાઓ થાય છે.

1. ગરમીનું સંચય અને કટીંગ બળ:

ટાઇટેનિયમ એલોય ઓછી થર્મલ વાહકતા ધરાવે છે, જેના કારણે કટીંગ વિસ્તારની નજીક વર્કપીસ ઝડપથી ગરમ થાય છે. આનાથી ટૂલના ઝડપી વસ્ત્રો થશે અને કટીંગ સપાટીની ગુણવત્તા પર નકારાત્મક અસર પડી શકે છે.

1. શેષ તણાવ અને સખત તણાવ:

તેના સ્ફટિક બંધારણને કારણે, ટાઇટેનિયમ એલોય મશીનિંગ દરમિયાન સમસ્યાઓનું કારણ બની શકે છે, કટીંગ ફોર્સ વધારો, મશીનિંગની સરળતા ઘટાડવી, અને અવશેષ તણાવની તકો વધી રહી છે.

CNC મશીનિંગ પરિમાણો સુયોજિત કરી રહ્યા છીએ

• મશીનિંગ જરૂરીયાતો સ્પષ્ટ કરો

વર્કપીસ સામગ્રી નક્કી કરો, કદ, આકાર, અને ચોકસાઇ જરૂરિયાતો, વગેરે.

• ટૂલ્સ પસંદ કરો

સાધનનો પ્રકાર પસંદ કરો, વ્યાસ, લંબાઈ, વગેરે. વર્કપીસ સામગ્રી અને મશીનિંગ જરૂરિયાતો અનુસાર.

• મશીનિંગ કોઓર્ડિનેટ સિસ્ટમ સેટ કરો

CNC કંટ્રોલ સિસ્ટમમાં મશીનિંગ કોઓર્ડિનેટ સિસ્ટમ નક્કી કરો.

• મશીનિંગ પરિમાણો સેટ કરો

કટીંગ સ્પીડ જેવા પરિમાણો સેટ કરો, ફીડ દર, અને વર્કપીસ અનુસાર કટીંગ ડેપ્થ, સાધનો, અને જરૂરિયાતો.

• તપાસો અને ચકાસો

મશીનિંગ કરતા પહેલા પરિમાણો કાળજીપૂર્વક તપાસો. ચકાસવા માટે સિમ્યુલેશન મશીનિંગ અથવા ટ્રાયલ કટીંગનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

• મશીનિંગ પ્રક્રિયાનું નિરીક્ષણ કરો

મોનિટર ટૂલ વસ્ત્રો, કટીંગ ફોર્સ, કટીંગ તાપમાન, વગેરે. વાસ્તવિક સમયમાં અને જ્યારે જરૂરી હોય ત્યારે પરિમાણોને સમાયોજિત કરો.

• મશીન ટૂલ જાળવો

CNC મશીન ટૂલની ચોકસાઇ અને કામગીરીને સુનિશ્ચિત કરવા માટે નિયમિતપણે તેની જાળવણી કરો.

• સલામત કામગીરી

સલામતી કામગીરી પ્રક્રિયાઓ અનુસરો.

CNC મશીન ટૂલ માળખું યોજનાકીય રેખાકૃતિ

નિષ્કર્ષ

CNC - મશીન ટાઇટેનિયમ એલોયની ક્ષમતા સતત વધારવામાં આવી છે, સામગ્રી વિજ્ઞાનમાં પ્રગતિ માટે આભાર, મિકેનિકલ એન્જિનિયરિંગ અને કમ્પ્યુટિંગ ટેકનોલોજી.

નવીનતમ મશીનિંગ તકનીકો અને ઑપ્ટિમાઇઝેશન વ્યૂહરચનાઓ અપનાવીને, ઉત્પાદકો ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને સારી ગુણવત્તા સાથે ટાઇટેનિયમ એલોય ભાગોનું ઉત્પાદન કરવામાં સક્ષમ છે.

ટેકનોલોજીના વિકાસ સાથે, CNC - મશીનિંગ ટાઇટેનિયમ એલોયની કિંમત - અસરકારકતા અને પર્યાવરણીય અસર ભવિષ્યમાં વધુ સુધારવાની અપેક્ષા છે.