হীরা কাটার যন্ত্রগুলি সিরামিক, কম্পোজিট উপকরণ এবং বিভিন্ন ধাতব উপকরণের মতো শক্ত উপকরণগুলি নিয়ে কাজ করার সময় নির্ভুল কাজের জন্য পাওয়া যায় এমন সবচেয়ে শক্তিশালী পদার্থটি ব্যবহার করে। ডিজাইনে সিনথেটিক হীরাগুলি পলিক্রিস্টালাইন গঠনে সাজানো হয় যা ঘষে পড়ার ঝুঁকি কমাতে সাহায্য করে এবং ঘষে নষ্ট হওয়ার বিরুদ্ধে চমৎকার প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদান করে। এই যন্ত্রগুলির কার্যকারিতার কারণ হল হীরার অসাধারণ কঠোরতা, যা ভিকার্স স্কেলে প্রায় 10,000 HV রেটিং এর উপর ভিত্তি করে। এটি সূক্ষ্ম স্তরে উপকরণগুলি কাটার অনুমতি দেয় এবং খুব কম তাপ উৎপাদন করে, যা সূক্ষ্ম বা তাপ-সংবেদনশীল উপকরণগুলির সাথে কাজ করার সময় খুবই গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে যা উচ্চ তাপমাত্রায় সহজেই ফাটতে বা বিকৃত হতে পারে।
আজকাল হীরা দিয়ে তৈরি কাটিং সরঞ্জামগুলি দুটি প্রধান আকারে আসে: সম্পূর্ণ সিন্টারড হীরার ম্যাট্রিক্স বা সেইগুলি যেখানে হীরাগুলি সাবস্ট্রেটে আবদ্ধ থাকে। উপকরণগুলির সাথে কাজ করার সময়, হীরার ধারগুলি আসলে মেশিনের অংশের বন্ডগুলিকে তাপ দ্বারা গলিয়ে না ফেলে যান্ত্রিক অপসারণের মাধ্যমে ভেঙে ফেলে। এটি অত্যন্ত মসৃণ পৃষ্ঠভাগ তৈরি করে, কখনও কখনও ফিনিশের মান Ra 0.02 মাইক্রোমিটার পর্যন্ত হয়। সাধারণ কার্বাইড সরঞ্জামের তুলনায়, ক্ষয়কারী উপকরণগুলির সাথে কাজ করার সময় হীরার সরঞ্জামগুলি প্রায় 10 থেকে 15 গুণ বেশি সময় ধরে ধার ধরে রাখে। কেন? কারণ হীরার কাঠিন্যের মান প্রায় 90 GPa এবং এটি প্রতি মিটার কেলভিনে প্রায় 2,000 W তাপ পরিচালনা করতে পারে। এর মানে হল এটি কার্যকরভাবে তাপ অপসারণ করে, যা কার্যকারিতা এবং সরঞ্জামের আয়ু উভয়কেই বজায় রাখতে সাহায্য করে।
শিল্প প্রয়োগের ক্ষেত্রে প্রধান তিন ধরনের হীরার সরঞ্জাম প্রচলিত:
PCD যন্ত্রগুলি ধাতব ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটগুলিতে 700 N পর্যন্ত কাটার বল সহ্য করতে পারে, যেখানে CVD সংস্করণগুলি বিমান উপাদানগুলিতে ±0.5 μm নির্ভুলতা অর্জন করে।
কঠিন উপাদান প্রক্রিয়াকরণে, হীরা যন্ত্রগুলি নিম্নলিখিত উপায়ে উপাদান অপসারণ করে:
য়ুয়ান ও অন্যান্যদের (২০২৩) জিরকোনিয়া মিলিং পরীক্ষায় দেখানো হয়েছে যে, আধুনিক গ্রাইন্ডিংয়ের তুলনায় এই দ্বৈত যান্ত্রিক এবং তাপীয় ক্রিয়া অধোস্তরের ক্ষতি 60—80% পর্যন্ত হ্রাস করে।
সিলিকন কার্বাইড এবং অ্যালুমিনা সিরামিকের মতো কঠিন উপকরণ নিয়ে কাজ করার সময় ডায়মন্ড আবরণযুক্ত যন্ত্রগুলি অপরিহার্য হয়ে উঠেছে, কারণ মোহস স্কেলে 8 থেকে 9.5 পর্যন্ত অসাধারণ কঠোরতা সহ্য করতে সাধারণ কাটিং যন্ত্রগুলি অক্ষম। গবেষণা অনুযায়ী, 2023 সালে প্রিসিশন ইঞ্জিনিয়ারিং সোসাইটির তথ্য অনুযায়ী, গাড়ির ব্রেকগুলিতে ব্যবহৃত কার্বন ফাইবার কম্পোজিটগুলি কাটার সময় এই বিশেষ যন্ত্রগুলি প্রায় ±0.005 মিলিমিটার খুব নিকটবর্তী সহনশীলতা বজায় রাখতে সক্ষম হয়, যা সাধারণ কার্বাইড যন্ত্রগুলির তুলনায় উপকরণের বিচ্ছিন্নতা সমস্যাকে প্রায় দুই তৃতীয়াংশ কমিয়ে দেয়। সিলিকন কার্বাইড মিশ্রিত অ্যালুমিনিয়ামের মতো ধাতব ম্যাট্রিক্স কম্পোজিটের ক্ষেত্রে, ডায়মন্ড কাটিং যন্ত্রগুলি মেশিনগুলি যখন খুব গরম হয়ে যায়, কখনও কখনও 400 ডিগ্রি সেলসিয়াসের বেশি, তখনও অংশগুলিকে মাত্রাতে স্থিতিশীল রাখে। শিল্প প্রতিবেদনগুলি নির্দেশ করে যে কম্পোজিট উপাদানের বড় পরিমাণে উৎপাদনের সময় ডায়মন্ড আবরণযুক্ত এন্ড মিলগুলিতে রূপান্তরিত হওয়া উৎপাদকদের সাধারণত তাদের যন্ত্র প্রতিস্থাপনের খরচ প্রায় এক তৃতীয়াংশ কমে যায়।
ইনকনেল টারবাইন ব্লেড নিয়ে কাজ করার সময় এয়ারোস্পেস শিল্পটি একক স্ফটিকের হীরার যন্ত্রগুলির উপর নির্ভর করে, যা 0.2 মাইক্রনের নিচে Ra পৃষ্ঠের মান অর্জন করে এবং উড়ানের সময় বাতাসের বাধা কমাতে সাহায্য করে। মেডিকেল ডিভাইসের ক্ষেত্রে, উৎপাদকরা টাইটানিয়াম স্পাইনাল ইমপ্লান্ট আকৃতি দেওয়ার জন্য বহুস্ফটিকীয় হীরা বা PCD যন্ত্রগুলির দিকে ঝুঁকে। এই যন্ত্রগুলি প্রায় 3 মাইক্রন স্থানচ্যুতির নির্ভুলতা প্রদান করে, যা শরীরের সংস্পর্শে আসা পৃষ্ঠের জন্য FDA-এর 5 মাইক্রন মানদণ্ডকে সহজেই পূরণ করে। 2024 সালের একটি শিল্প প্রতিবেদন অনুযায়ী, হীরা যন্ত্রে রূপান্তরিত কোম্পানিগুলি অপটিক্যাল লেন্স তৈরির ক্ষেত্রে তাদের কর্তন প্রক্রিয়া প্রায় 28% আরও দক্ষ করে তুলেছে। এই উন্নতি উচ্চ নির্ভুলতার লেজার প্রয়োগের জন্য প্রয়োজনীয় অত্যন্ত সূক্ষ্ম সমতলতা অর্জন করতে তাদের সক্ষম করে তোলে।
টাংস্টেন কার্বাইড মিলিংয়ের সময় চলতি সিভিডি আবৃত বিকল্পগুলির তুলনায় পলিক্রিস্টালাইন হীরা (পিসিডি) সরঞ্জামগুলি পৃষ্ঠের অমসৃণতা প্রায় 40 শতাংশ কমিয়ে দেয়। এই সরঞ্জামগুলি 0.08 মাইক্রোমিটারের নিচে আরএ মান অর্জন করতে পারে, যা ছাঁচ এবং ডাই-এর মতো আয়নার মতো মসৃণ পৃষ্ঠের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ। 8 থেকে 12 মাইক্রনের মধ্যে হীরার কণা সহ বহুস্তর পিসিডি-এর ক্ষেত্রে, এদের আয়ুও উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। পরীক্ষায় দেখা গেছে যে কাচ তন্তু প্রবলিত প্লাস্টিকগুলির সাথে কাজ করার সময় প্রায় 1,200 কাটিং চক্রের মধ্যে পৃষ্ঠের গঠনে 2% -এর কম পরিবর্তন নিয়ে এই সরঞ্জামগুলি ধ্রুব কর্মক্ষমতা বজায় রাখে। সম্প্রসারিত সরঞ্জাম আয়ু যৌগিক উপকরণ নিয়ে কাজ করা উৎপাদকদের জন্য বিশেষভাবে মূল্যবান যেখানে ধ্রুবকতা সবথেকে বেশি গুরুত্বপূর্ণ।
হীরা কাটার যন্ত্রপাতি মূল্যায়নের সময়, শিল্প বিশেষজ্ঞদের সাধারণত তিনটি প্রধান বিষয় দেখতে হয়: ফ্ল্যাঙ্ক ক্ষয়, ঘর্ষণ গুণাঙ্ক এবং আসল মিলিং অপারেশনগুলিতে তাদের কার্যকারিতা। উদাহরণস্বরূপ, সিলিকন কার্বাইড কম্পোজিট নিয়ে কাজ করার সময়, PCD যন্ত্রগুলি প্রায় দুই ঘন্টা ধরে চলমান মেশিনিং-এর পরে প্রায় 0.02 মিমি ফ্ল্যাঙ্ক ক্ষয় দেখায়, যা গত বছর পনম্যানের গবেষণা অনুযায়ী সাধারণ কার্বাইড যন্ত্রগুলির তুলনায় প্রায় 63% ভালো। জিরকোনিয়া সিরামিকগুলির উপর পরিচালিত পরীক্ষাগুলিও কিছু আকর্ষণীয় তথ্য উন্মোচন করে। শুষ্ক মিলিংয়ের সময় হীরা প্রলেপযুক্ত এন্ড মিলগুলি 0.15-এর নিচে ঘর্ষণ গুণাঙ্ক বজায় রাখে, যার অর্থ তারা তাদের অপ্রলিপ্ত প্রতিশোধের তুলনায় অনেক কম তাপ উৎপন্ন করে। যন্ত্রের আয়ু এবং কাজের মানের ক্ষেত্রে এটি একটি বড় পার্থক্য তৈরি করে।
ডায়মন্ড কোটিংয়ের ক্ষেত্রে ডিল্যামিনেশন হল প্রধান ব্যর্থতার মাধ্যম, বিশেষ করে ফেরাস অ্যালয়গুলি মেশিন করার সময়। ধাতুবিদ্যা সংক্রান্ত গবেষণায় দেখা গেছে যে সাবস্ট্রেটের আগে থেকে চিকিৎসার মাধ্যমে রাসায়নিক বাষ্প অধঃক্ষেপণ (CVD) প্রক্রিয়া অনুকূলিত করলে ডিল্যামিনেশনের ঝুঁকি 38% কমে যায়। ক্ষুদ্র ফাটলের প্রসারণ বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে একক স্তরের কোটিংয়ের তুলনায় বহুস্তরী ডায়মন্ড কোটিং ইন্টারফেস ব্যর্থ হওয়ার আগে 27% বেশি অপরূপন চাপ সহ্য করতে পারে।
উচ্চ-গতির মেশিনিং অবস্থায় (≥ 800 মি/মিন), ডায়মন্ড কোটিং এমন ভাঙনের দৃঢ়তার মান বজায় রাখে যা 8 MPa√m এর বেশি, যা ভঙ্গুর উপাদান প্রক্রিয়াকরণের সময় ধারের অখণ্ডতা রক্ষা করে। তাপীয় স্থিতিশীলতা পরীক্ষায় দেখা গেছে যে এই কোটিংগুলি 600°C তাপমাত্রায় তাদের ঘরের তাপমাত্রার কঠোরতার 91% ধরে রাখে, যা টাংস্টেন কার্বাইড টুলগুলির তুলনায় 62%।
গ্লাস ফাইবার-সংবলিত পলিমার মেশিনিংয়ের সময় উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কম্পন মনিটরিং দেখায় যে অনাবৃত যন্ত্রগুলির তুলনায় হীরা-আবৃত ড্রিলগুলি কম্পন প্রসারণ 44% কমায়। এয়ারোস্পেস-গ্রেড অ্যালুমিনিয়াম মিলিং অপারেশনে হীরার আবরণের অন্তর্নিহিত ড্যাম্পিং বৈশিষ্ট্য কাজের পৃষ্ঠের খাদ (Ra) 1.2 μm থেকে 0.4 μm এ কমিয়ে আনে।
কার্বন ফাইবার কম্পোজিটগুলির উপর ধারাবাহিক মেশিনিং পরীক্ষাগুলিতে, হীরা-আবৃত এন্ড মিলগুলি অনাবৃত কার্বাইড যন্ত্রগুলির তুলনায় 3.8 গুণ বেশি স্থায়ী হয়। 8 ঘন্টা টাইটানিয়াম মেশিনিং শেষে হীরা-আবৃত ইনসার্টগুলিতে প্রান্তের ব্যাসার্ধ পরিমাপে 82% কম বিকৃতি দেখা যায়, যা ±2 μm সহনশীলতার মধ্যে কাটিয়ে নির্ভুলতা নিশ্চিত করে।
হট ফিলামেন্ট কেমিক্যাল ভ্যাপার ডিপোজিশন, বা সংক্ষেপে HFCVD, হীরা আবরণ তৈরির সময় উৎপাদনকারীদের অনেক ভালো নিয়ন্ত্রণ দেয় কারণ এটি ব্যবহৃত গ্যাসগুলি এবং সাবস্ট্রেট উপাদানের তাপমাত্রা উভয়ই সূক্ষ্মভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়। গত বছর Materials Today-এ প্রকাশিত গবেষণা অনুযায়ী, জিরকোনিয়া মেশিনিংয়ের উপর পরীক্ষায় দেখা গেছে যে এই পদ্ধতিতে তৈরি আবরণ সাধারণ CVD পদ্ধতির তুলনায় পৃষ্ঠের সঙ্গে প্রায় 34 শতাংশ বেশি শক্তিশালীভাবে আবদ্ধ থাকে। HFCVD-এর বৈশিষ্ট্য হল যে এটি জটিল আকৃতির যন্ত্রের উপর আবরণটিকে কতটা সমানভাবে ছড়িয়ে দেয়, সমগ্র অংশ জুড়ে প্লাস বা মাইনাস দুই মাইক্রোমিটারের মধ্যে পরিবর্তন রেখে এবং তীক্ষ্ণ ধারগুলি অক্ষুণ্ণ রাখে। প্রকৌশলীরা মিথেন এবং হাইড্রোজেনের মিশ্রণ সামঞ্জস্য করে আবরণের ঘনত্ব 98 শতাংশের চেয়ে বেশি করতে পারেন, যা মিলিংয়ের তীব্র অবস্থায় যন্ত্রগুলি ধ্রুবক চাপের মধ্যে থাকার সময় ক্ষুদ্র ফাটল তৈরি হওয়া প্রকৃতপক্ষে কমিয়ে দেয়।
সদ্য প্রকাশিত গবেষণায় দেখা গেছে যে 3Y-TZP জিরকোনিয়া মেশিনিংয়ের সময় ডায়মন্ড কোটিং আর্কিটেকচারগুলির মধ্যে পারফরম্যান্সের স্পষ্ট পার্থক্য রয়েছে:
| কোটিং প্রকার | টুল লাইফ (মিনিট) | পৃষ্ঠের অমসৃণতা (Ra) | স্তর বিচ্ছিন্ন হওয়ার ঝুঁকি |
|---|---|---|---|
| বহুস্তর (5μm) | 142 ±8 | 0.32 μm | কম |
| দ্বিস্তর (3μm) | 89 ±12 | 0.51 μm | মাঝারি |
| এককস্তর (2μm) | 47 ±9 | 0.78 μm | উচ্চ |
বহুস্তরীয় কোটিংগুলি একক-স্তরের সংস্করণগুলির চেয়ে 40% দীর্ঘতর টুল আয়ু প্রদান করে কারণ চাপের বন্টন উন্নত। ন্যানোক্রিস্টালাইন এবং মাইক্রোক্রিস্টালাইন স্তরগুলির পাল্টাপাল্টি কম্পন শক্তি আরও কার্যকরভাবে শোষণ করে, যা টুলের কার্যকরী আয়ুষ্কালের 85% সময় ধরে ≤ 0.35 μm Ra পৃষ্ঠের মান বজায় রাখে, যা উচ্চ-গতির মিলিং পরীক্ষায় যাচাই করা হয়েছে।
গরম খবর2025-09-30
2025-08-31
2025-08-30
2025-07-28
2025-06-25
2025-04-22
ডোন্গতাই পূর্বে উচ্চ থাকা এবং গ্লোবাল কোটেড অ্যাব্রাসিভস শিল্পের উন্নয়ন করতে প্রতিবদ্ধ
EN
