विभिन्न प्लास्टिक सामग्रियों के लिए टूल चयन कैसे भिन्न होता है?
प्लास्टिक मशीनिंग के लिए टूल चयन के मुख्य सिद्धांत
प्लास्टिक की मशीनिंग के लिए टूल चयन धातु काटने से मूल रूप से भिन्न होता है, क्योंकि प्लास्टिक की थर्मल कंडक्टिविटी कम होती है, यह विस्कोइलास्टिक (viscoelastic) होता है और कभी-कभी घर्षणकारी (abrasive) भी। मुख्य उद्देश्य हैं: ऊष्मा उत्पादन को नियंत्रित करना, सामग्री चिपकाव (built-up edge) को रोकना, और कटिंग में फाड़ने या पिघलने की बजाय एक स्वच्छ कतरन (shear) प्राप्त करना। गलत टूल चयन से सीधे खराब सतह फिनिश, आयामी अशुद्धि, पिघलाव और डीलैमिनेशन होता है। Neway में, हमारी Precision Machining Service विभिन्न पॉलिमरों में सर्वोत्तम परिणाम सुनिश्चित करने के लिए सामग्री-विशिष्ट टूलिंग रणनीतियों का उपयोग करती है।
सामग्री श्रेणी के अनुसार टूल ज्योमेट्री और कोटिंग विचार
सामग्री श्रेणी | अनुशंसित टूल ज्योमेट्री | टूल सामग्री और कोटिंग | मुख्य पैरामीटर और तर्क |
|---|---|---|---|
• उच्च सकारात्मक रेक कोण (10°–20°) • तेज, पॉलिश की हुई कटिंग एज • बड़े फ्लूट वॉल्यूम (2–3 फ्लूट) • उच्च हेलिक्स कोण (40°–60°) | • बिना कोटिंग वाला सॉलिड कार्बाइड • पॉलिश कार्बाइड • नैनो-क्रिस्टलाइन डायमंड कोटिंग | तर्क: तेज, उच्च रेक कोण वाले टूल सामग्री को धकेलने के बजाय साफ कतरन करते हैं, जिससे कटिंग बल और ऊष्मा कम होती है। पॉलिश फ्लूट्स और उच्च हेलिक्स कोण कुशल चिप निकासी सुनिश्चित करते हैं और गमिंग को रोकते हैं। | |
कठोर, भंगुर प्लास्टिक (जैसे Acrylic (PMMA), Polycarbonate (PC), Polystyrene) | • शून्य या हल्के नकारात्मक रेक कोण • हल्की होन की गई एज तैयारी (T-land) • मानक हेलिक्स कोण (30°–45°) • O-फ्लूट टूल्स के लिए सिंगल या डबल फ्लूट | • सॉलिड कार्बाइड • डायमंड-कोटेड कार्बाइड • TiN कोटिंग उपयोग की जा सकती है | तर्क: मजबूत, होन की गई एज माइक्रो-चिपिंग और एग्जिट पर क्रैकिंग को रोकती है। यह ज्योमेट्री नियंत्रित फ्रैक्चर उत्पन्न करती है जिससे स्वच्छ कट प्राप्त होता है। O-फ्लूट टूल्स एक्रिलिक पर ऑप्टिकल-ग्रेड फिनिश प्राप्त करने के लिए उत्कृष्ट हैं। |
घर्षणकारी और भरे हुए प्लास्टिक (जैसे Ceramic-filled, ग्लास-भरे Nylon, कार्बन-फाइबर PEEK) | • सकारात्मक रेक लेकिन पहनाव-प्रतिरोधी एज के साथ • मध्यम हेलिक्स कोण • टूल कठोरता के लिए मजबूत कोर | • पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड (PCD) • डायमंड-कोटेड कार्बाइड • सॉलिड कार्बाइड (कम मात्रा के लिए) | तर्क: सुदृढ़ करने वाले फाइबर (ग्लास, कार्बन) अत्यधिक घर्षणकारी होते हैं और मानक कार्बाइड को जल्दी घिसते हैं। PCD और डायमंड कोटिंग आवश्यक कठोरता और वियर रेज़िस्टेंस प्रदान करते हैं। |
थर्मोप्लास्टिक इलास्टोमर (TPE) और PU (जैसे TPE, Polyurethane (PU)) | • अत्यंत तेज, चाकू जैसी कटिंग एज • उच्च सकारात्मक रेक (>15°) • उच्च स्पाइरल, पॉलिश फ्लूट्स | • बिना कोटिंग वाला पॉलिश कार्बाइड • विशिष्ट संचालन के लिए तेज HSS टूल्स | तर्क: ये सामग्री लचीली होती हैं और फटने की प्रवृत्ति रखती हैं। एक चाकू जैसी धार सामग्री को फैलाने या फाड़ने के बजाय साफ तरीके से काटने के लिए आवश्यक है। उच्च पॉलिश सतह चिपकने से रोकती है। |
विशिष्ट सामग्री के अनुसार विस्तृत विवरण
• Acrylic (PMMA) और Polycarbonate (PC): पारदर्शी सामग्री जिनमें ऑप्टिकल स्पष्टता की आवश्यकता होती है, उनके लिए O-फ्लूट (सिंगल फ्लूट स्पाइरल) टूल आदर्श है। यह निरंतर चिप उत्पन्न करता है और कट किनारे पर स्वच्छ, चमकदार फिनिश देता है। उच्च मात्रा उत्पादन के लिए डायमंड-टिप्ड टूल्स का उपयोग किया जाता है ताकि धार की तीक्ष्णता बनी रहे और धुंधलापन न आए।
• Nylon और Acetal (POM/Delrin): ये सेमी-क्रिस्टलाइन सामग्री चिपचिपी होती हैं। उच्च हेलिक्स और पॉलिश फ्लूट्स के साथ 2 या 3-फ्लूट एंड मिल आवश्यक है। धार की तीक्ष्णता अत्यंत महत्वपूर्ण है; थोड़ा कुंद टूल तुरंत पिघलाव और स्ट्रिंगिंग पैदा कर सकता है, जो CNC Milling Service जैसी प्रक्रियाओं में एक बड़ी समस्या हो सकती है।
• PEEK और PEI (Ultem): उच्च प्रदर्शन सामग्री होते हुए भी, अनफिल्ड अवस्था में यह चिपचिपे हो सकते हैं। रणनीति Nylon जैसी ही है। हालांकि, ग्लास या कार्बन-भरे ग्रेड्स के लिए, टूल चयन तुरंत घर्षण-प्रतिरोधी टूल्स जैसे PCD पर स्थानांतरित होना चाहिए ताकि टूल लाइफ आर्थिक रहे और जटिल भागों की Multi-Axis Machining में सटीकता बनी रहे।
• FR-4 और G10: ये ग्लास-एपॉक्सी कॉम्पोज़िट अत्यधिक घर्षणकारी होते हैं। PCD-टिप्ड राउटर बिट्स मानक विकल्प हैं। कार्बाइड का उपयोग तेजी से घिसावट, आयामी अशुद्धता और खराब किनारे की गुणवत्ता (फाइबर पुल-आउट) का कारण बनेगा।
महत्वपूर्ण टूल विशेषताओं का सारांश
प्लास्टिक मशीनिंग में सार्वभौमिक नियम है — तीक्ष्णता (sharpness)। इसके अलावा चयन निम्नलिखित के संतुलन पर निर्भर करता है: • Rake Angle: कतरन बनाम धकेलने की क्रिया को नियंत्रित करता है। • Helix Angle: चिप निकासी की चिकनाई को निर्धारित करता है। • Flute Count और Polish: चिप क्लियरेंस निर्धारित करता है और सामग्री चिपकने से बचाता है। • Coating/Material: टूल लाइफ को नियंत्रित करता है, विशेषकर घर्षणकारी कॉम्पोज़िट्स में। सफल मशीनिंग — चाहे CNC Machining Prototyping हो या Low Volume Manufacturing — इस बात पर निर्भर करती है कि इन टूल विशेषताओं को विशिष्ट प्लास्टिक के व्यवहार से कितनी सटीकता से मिलाया गया है, ताकि ऊष्मा, बल और गुणवत्ता समस्याएँ न्यूनतम हों और उत्कृष्ट परिणाम प्राप्त हों।
