रीइन्फोर्स्ड प्लास्टिक में बार-बार टूल बदलने की ज़रूरत क्यों होती है?

सुदृढ़ित प्लास्टिक, जैसे ग्लास फाइबर-सुदृढ़ित पॉलिमर (GFRP) या कार्बन फाइबर-सुदृढ़ित पॉलिमर, अत्यधिक घर्षणकारी समग्र (composite) सामग्रियाँ हैं। जहाँ प्लास्टिक मैट्रिक्स अपेक्षाकृत मुलायम होती है, वहीं सुदृढ़ीकरण फाइबर अत्यंत कठोर और घिसाव-प्रतिरोधी होते हैं। उदाहरण के लिए, ग्लास फाइबर अधिकांश हाई-स्पीड स्टील टूल्स से भी अधिक कठोर होता है। इससे CNC Machining के दौरान लगातार “सैंडिंग इफ़ेक्ट” पैदा होता है, जो यांत्रिक घर्षण के माध्यम से टूल की तेज़ धार को तेजी से घिस देता है, जिससे भाग की गुणवत्ता और आयामी सटीकता बनाए रखने के लिए अधिक बार टूल बदलने की आवश्यकता होती है।

मुख्य घिसाव तंत्र: घर्षण और ऊष्मीय क्षय

1. अत्यधिक घर्षणजनित घिसाव टूल के तेज़ी से घिसने का मुख्य कारण कठोर सुदृढ़ीकरण फाइबर से सीधा घर्षण है। हर बार जब कटिंग एज सामग्री को काटती है, यह इन कठोर, भंगुर फाइबरों से टकराती है जो टूल की धार को खुरचते और माइक्रो-चिप करते हैं। यह विशेष रूप से CNC Milling और CNC Drilling जैसी प्रक्रियाओं में चुनौतीपूर्ण होता है, जहाँ टूल की धार लगातार नए क्षेत्र के संपर्क में आती है। कुंद टूल समस्या को और बढ़ा देता है क्योंकि यह फाइबर को साफ़ काटने के बजाय फाड़ता है, जिससे सतह की गुणवत्ता खराब होती है और आंतरिक क्षति (subsurface damage) होती है।

2. असतत कटिंग और ऊष्मीय झटका कंपोजिट सामग्रियों की संरचना समान (homogeneous) नहीं होती। टूल लगातार मुलायम पॉलिमर मैट्रिक्स और कठोर, घर्षणकारी फाइबर के बीच बारी-बारी से कटिंग करता है। यह असतत कटिंग टूल को चक्रीय प्रभाव और ऊष्मीय झटकों के संपर्क में लाता है। हमारी Multi-Axis Machining Service में, जटिल कंपोजिट्स के लिए इस असतत संपर्क को नियंत्रित करना टूल घिसाव को कम करने और समय से पहले फेल्योर को रोकने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है।

घिसाव को नियंत्रित करने के लिए टूलिंग रणनीतियाँ

• टूल सामग्री का चयन: सॉलिड कार्बाइड टूल्स मानक विकल्प हैं क्योंकि वे उच्च-स्पीड स्टील की तुलना में बेहतर कठोरता और घिसाव प्रतिरोध प्रदान करते हैं। अत्यधिक घर्षणकारी कंपोजिट्स के लिए, पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड (PCD) टिप वाले टूल्स सर्वोत्तम समाधान हैं, क्योंकि डायमंड सबसे कठोर ज्ञात पदार्थ है और टूल जीवन को कई गुना बढ़ाता है।

• टूल ज्योमेट्री: कंपोजिट्स के लिए डिज़ाइन किए गए टूल्स आमतौर पर उच्च सकारात्मक रेक कोण और तेज़, पॉलिश्ड किनारों वाले होते हैं, ताकि फाइबर को न्यूनतम फाड़ने के साथ साफ़-सुथरे ढंग से काटा जा सके। विशेष ज्योमेट्री कटिंग बलों और ऊष्मा संचय को कम करने में मदद करती है।

• सतह उपचार और कोटिंग्स: जबकि TiN जैसी मानक कोटिंग्स कुछ मदद कर सकती हैं, वे अक्सर इन घर्षणकारी फाइबरों द्वारा जल्दी ही घिस जाती हैं। अत्यधिक पॉलिश्ड, बिना कोटिंग वाले कार्बाइड या PCD टूल कभी-कभी अधिक प्रभावी होते हैं क्योंकि उनकी स्मूथ सतह घर्षण और रेज़िन के चिपकने को कम करती है।

लंबे टूल जीवन के लिए संचालन संबंधी विचार

1. अनुकूलित स्पीड और फ़ीड: अत्यधिक उच्च स्पिंडल स्पीड से इतनी ऊष्मा उत्पन्न हो सकती है कि यह पॉलिमर मैट्रिक्स को मुलायम कर दे, जिससे घर्षणकारी कण टूल में और आसानी से धँस जाते हैं। इसके विपरीत, बहुत कम स्पीड से रगड़ बढ़ती है। इसलिए संतुलित पैरामीटर ढूँढना आवश्यक है।

2. प्रभावी धूल निष्कर्षण: कंपोजिट्स की मशीनिंग के दौरान महीन, घर्षणकारी धूल उत्पन्न होती है। प्रभावी वैक्यूम निष्कर्षण अनिवार्य है ताकि यह धूल पुनः प्रसारित होकर टूल और वर्कपीस के बीच एक “ग्राइंडिंग कंपाउंड” की तरह कार्य न करे। यह हमारी Plastic CNC Machining Service प्रोटोकॉल का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।

3. नियमित टूल निरीक्षण: सख्त टूल निरीक्षण और प्रतिस्थापन कार्यक्रम लागू करना आवश्यक है ताकि घिसा हुआ टूल खराब पार्ट्स का उत्पादन न करे। उच्च मात्रा वाले उत्पादन में, हमारी Mass Production Service अनुमानित टूल जीवन मॉडल का उपयोग करती है ताकि डाउनटाइम को कम किया जा सके और स्थिर गुणवत्ता सुनिश्चित की जा सके।