પાવડર ધાતુશાસ્ત્રમાં પ્રગતિ

જ્યારે મોટાભાગના લોકો પાવડર ધાતુશાસ્ત્રમાં પ્રગતિ સાંભળે છે, ત્યારે તેઓ લેબ કોટ્સ અને ચમકતા, સંપૂર્ણ સ્વચાલિત પ્રેસને ચિત્રિત કરે છે. ઇન્ડસ્ટ્રીનું વર્ણન નેટ-આકારની જટિલતા અને નવા એલોય્સ વિશે છે, જે સાચું છે, પરંતુ તે આ ભાગોને વાસ્તવિક એસેમ્બલીમાં કામ કરવા માટેના તીક્ષ્ણ, પુનરાવર્તિત વાસ્તવિકતા પર ચમકે છે. વાસ્તવિક એડવાન્સ માત્ર પાવડર અથવા પ્રેસ નથી; તે સમગ્ર સાંકળનું સંકલન છે - ફીડસ્ટોકથી સિન્ટરિંગથી સેકન્ડરી કામગીરી સુધી - અને તે કેવી રીતે ડિઝાઇન વિચારસરણીમાં ફેરફાર કરે છે. મેં ઘણી બધી ડિઝાઈન નિષ્ફળ થતી જોઈ છે કારણ કે એન્જીનિયરોએ P/M ભાગનો ઉલ્લેખ કર્યો છે જાણે કે તે મશીન્ડ બિલેટ હોય, એનિસોટ્રોપિક ગુણધર્મો અને સિન્ટરિંગ વાતાવરણની મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકાને અવગણીને. ત્યાં જ વાસ્તવિક પ્રગતિ થઈ રહી છે, તે અંતરને દૂર કરવામાં.

તમે જ્યાં વિચારો છો ત્યાં મટીરિયલ લીપ હંમેશા હોતું નથી

હા, નવા પ્રી-એલોય્ડ પાઉડરનો વિકાસ, જેમ કે તે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન પ્રસરણ-બોન્ડેડ વેરિઅન્ટ્સ, નોંધપાત્ર છે. તેઓ વધુ સમાન માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર ઓફર કરે છે. પરંતુ મેન્યુફેક્ચરિંગ બાજુએ અમારા માટે વ્યવહારુ પ્રગતિ બાઈન્ડર સિસ્ટમ્સ અને લુબ્રિકન્ટ્સમાં રહી છે. મારા સમયની શરૂઆતમાં વાલ્વ સીટ ઇન્સર્ટ પર પાર્ટનર સાથે કામ કરતા હતા, અમે ગ્રીન સ્ટ્રેન્થ સાથે દિવાલને ટક્કર આપી હતી. ભાગ ઇજેક્શન દરમિયાન ક્રેક થશે, સિન્ટરિંગ દરમિયાન નહીં. પાવડર અદ્યતન હતો, પરંતુ પ્રક્રિયા ન હતી. અમે વધુ અત્યાધુનિક ઓર્ગેનિક બાઈન્ડર-લુબ્રિકન્ટ કોમ્બો પર સ્વિચ કર્યું, જે હાઈ-ટેક ઈમેજના સંદર્ભમાં એક પગલું પાછળ જેવું લાગ્યું, પરંતુ તે તાત્કાલિક સમસ્યા હલ કરી. તે એક રીમાઇન્ડર હતું કે આછકલું ભૌતિક વિજ્ઞાન ઘણીવાર વ્યવહારુ બનવા માટે આ અસ્પષ્ટ, રસાયણશાસ્ત્ર-ભારે ઉમેરણો પર આધાર રાખે છે.

આ સીધો સંબંધ ખાસ એલોય સાથે કામ કરે છે. જેવી કંપની ક્વિન્ગડાઓ કિઆંગસેન્યુઆન ટેકનોલોજી કંપની લિમિટેડ (QSY), કોબાલ્ટ અને નિકલ-આધારિત એલોય્સના રોકાણ કાસ્ટિંગ અને મશીનિંગમાં તેના ઊંડા ઇતિહાસ સાથે, આને સાહજિક રીતે સમજે છે. જ્યારે તમે આ અઘરા એલોયને કાસ્ટ કરીને પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર દ્વારા બનાવવા તરફ આગળ વધો છો, ત્યારે પડકારો વધી જાય છે. પાઉડરના પ્રવાહની લાક્ષણિકતાઓ અલગ છે, સિન્ટરિંગ તાપમાન અતિશય છે, અને વાતાવરણ નિયંત્રણ (ઘણી વખત શૂન્યાવકાશ અથવા ઉચ્ચ-શુદ્ધતા હાઇડ્રોજન) બિન-વાટાઘાટપાત્ર બની જાય છે. અહીં એક એડવાન્સ ફક્ત વધુ વિશ્વસનીય ગ્રેફાઇટ ફિક્સ્ચર હોઈ શકે છે જે હાઇ-ટેમ્પ ચક્ર દરમિયાન ભાગ વિકૃતિને ઘટાડે છે, જે તમે ફક્ત અજમાયશ અને ભૂલ દ્વારા શીખો છો.

સિન્ટરિંગ વિશે બોલતા, તે વાસ્તવિક મેક-ઓર-બ્રેક તબક્કો છે. તમારી પાસે પરફેક્ટ કોમ્પેક્શન હોઈ શકે છે, પરંતુ જો તમારી ટેમ્પરેચર પ્રોફાઇલ હાઈ-હીટ ઝોનમાં 20 ડિગ્રીથી બંધ હોય, અથવા જો તમારી વેક્યુમ ફર્નેસમાં નાનું લીક હોય, તો તમે એવા ભાગો સાથે સમાપ્ત થશો કે જેમાં નબળી તાણ શક્તિ અથવા અસંગત કઠિનતા હોય. અમે એક વખત એક બેચ હતી પાવડર ધાતુશાસ્ત્ર નાની હાઇડ્રોલિક મોટર માટે ગિયર્સ કે જે પરિમાણીય તપાસ પાસ કરે છે પરંતુ થાક પરીક્ષણમાં નિષ્ફળ જાય છે. ગુનેગાર? ઠંડક દરમિયાન થોડું ઓક્સિડાઇઝિંગ વાતાવરણ, જેણે અનાજની સીમાઓ પર બરડ, પાતળું ઓક્સાઇડ સ્તર બનાવ્યું. તે નરી આંખે દેખાતું ન હતું. એડવાન્સ રીઅલ-ટાઇમ વાતાવરણ મોનિટરિંગ સાધનોમાં રોકાણ કરી રહ્યું હતું, જે પ્રોડક્શન રનને બચાવે ત્યાં સુધી ખર્ચાળ લક્ઝરી જેવું લાગ્યું.

CNC મશીનિંગ: જરૂરી ભાગીદાર, હરીફ નથી

નજીકના-નેટ-આકારના P/M અને CNC મશીનિંગ વચ્ચે ખોટો દ્વંદ્વ છે. વાસ્તવિક શક્તિ તેમના સમન્વયમાં છે. એક ભાગ 95% પ્રેસ દ્વારા રચાયેલ હોઈ શકે છે, પરંતુ તે છેલ્લો 5% - એક જટિલ બોર સહિષ્ણુતા, એક તીક્ષ્ણ ખૂણા અથવા દોરાને - મશીનિંગની જરૂર છે. આ વર્ણસંકર પ્રક્રિયા માટે શરૂઆતથી જ અગાઉથી ડિઝાઇન કરવામાં આવી રહી છે. દા.ત.

આ તે છે જ્યાં મજબૂત મશીનિંગ ઓળખપત્ર સાથે ભાગીદાર અમૂલ્ય છે. જોઈ રહ્યા છીએ QSYની પ્રોફાઇલ, CNC મશીનિંગમાં તેમના ત્રણ દાયકાઓ માત્ર એડ-ઓન સેવા નથી; તે પોસ્ટ-સિન્ટરિંગ કામગીરી માટેનું પાયાનું જ્ઞાન છે. સિન્ટર્ડ સ્ટીલના ભાગને મશિન કરવું એ ઘડાયેલા બારને મશીનિંગ કરતા અલગ છે. છિદ્રાળુતા ટૂલના જીવન અને સપાટીની સમાપ્તિને અસર કરી શકે છે. તમારે ઝડપ, ફીડ્સને સમાયોજિત કરવાની અને કેટલીકવાર વિવિધ ટૂલ ભૂમિતિઓનો ઉપયોગ કરવાની જરૂર છે. જો તમે તેને સતત મશીન ન કરી શકો તો P/M માં એડવાન્સ અર્થહીન છે. મેં એવા પ્રોજેક્ટ્સ પર સહયોગ કર્યો છે જ્યાં અમે છિદ્રાળુ P/M ફ્લેંજ માટે ચોક્કસ ડ્રિલિંગ પ્રોટોકોલ વિકસાવ્યો છે, જે આવશ્યકપણે સામગ્રીની સિન્ટર્ડ ઘનતાને અનુરૂપ મશીનિંગ રેસીપી હતી. તે પ્રોટોકોલ પાવડર સ્પષ્ટીકરણ જેટલું મૂલ્યવાન હતું.

વેબસાઈટ tsingtaocnc.com શેલ મોલ્ડ અને ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ સાથે તેમના કામને હાઇલાઇટ કરે છે. ઓવરલેપ વિશે વિચારવું રસપ્રદ છે. ઇન્વેસ્ટમેન્ટ કાસ્ટિંગ પણ જટિલ, નેટ-નેટ આકારનું ઉત્પાદન કરે છે. બંને વચ્ચેની પસંદગી મોટાભાગે વોલ્યુમ, સામગ્રી અને યાંત્રિક મિલકતની જરૂરિયાતો પર આવે છે. કેટલીકવાર, પાવડર ધાતુશાસ્ત્રનો ઉપયોગ ક્યારે ન કરવો તે અગાઉથી જાણવું છે. ઉચ્ચ-વોલ્યુમ, મધ્યમ જટિલતાવાળા ફેરસ ઘટકો માટે, P/M જીતે છે. આત્યંતિક તાપમાનની જરૂરિયાતો સાથે સુપરએલોયના નીચા વોલ્યુમ માટે, રોકાણ કાસ્ટિંગ હજી પણ જવાબ હોઈ શકે છે. નિપુણતા તે નિર્ણય કૉલ કરવામાં આવેલું છે.

ઘનતા રાજા છે, પરંતુ સુસંગતતા રાજ્ય છે

દરેક પાઠ્યપુસ્તક ઉચ્ચ ઘનતા હાંસલ કરવા પર હથોડો કરે છે. વાસ્તવિક દુનિયાનો પડકાર એકસમાન ઘનતા હાંસલ કરવાનો છે, ખાસ કરીને ઊભી દિવાલો અને બહુ-સ્તરીય સુવિધાઓવાળા ભાગોમાં. પાઉડર કોમ્પેક્શન માટે સિમ્યુલેશન સૉફ્ટવેરમાં સુધારો એ એક એડવાન્સ કે જેને પૂરતું પ્રેસ મળતું નથી. પ્રારંભિક સિમ્યુલેશન રફ માર્ગદર્શિકાઓ હતા. હવે, તેઓ આશ્ચર્યજનક સચોટતા સાથે ઘનતાના ઢાળની આગાહી કરી શકે છે, એક જ સાધન કાપવામાં આવે તે પહેલાં ટૂલિંગ ગોઠવણો માટે પરવાનગી આપે છે. અમે સ્પ્રોકેટ માટે પંચને ફરીથી ડિઝાઇન કરવા માટે આવા એક સિમ્યુલેશનનો ઉપયોગ કર્યો, જેમાં થોડો ટેપર ઉમેરીને અમે સાહજિક રીતે ધ્યાનમાં લીધા ન હોત. તે સમગ્ર દાંતની પ્રોફાઇલમાં લગભગ 0.3 g/cm3 થી 0.1 g/cm3 ની નીચે ઘનતામાં ફેરફાર કરે છે. જે વધુ સુસંગત વસ્ત્રોના પ્રદર્શનમાં સીધું ભાષાંતર કરે છે.

જો કે, સોફ્ટવેર ઇનપુટ જેટલું જ સારું છે. ટૂલ સ્ટીલ સામે પાવડરની ઘર્ષણ લાક્ષણિકતાઓ, જે ભેજ અને ઘણાં વિવિધતા સાથે બદલાય છે, તે એક વિશાળ ચલ છે. તમારે હજુ પણ ભૌતિક પરીક્ષણો ચલાવવાની જરૂર છે. અહીં એડવાન્સ એ ફીડબેક લૂપ છે: સિમ્યુલેટ કરો, બિલ્ડ કરો, માપો (આંતરિક ઘનતા નકશા માટે સીટી સ્કેનિંગ જેવી અદ્યતન તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને), પછી સિમ્યુલેશન મોડેલને રિફાઇન કરો. તે પુનરાવર્તિત અને ધીમું છે, પરંતુ તમે કેવી રીતે મજબૂત પ્રક્રિયાઓ બનાવો છો.

સુસંગતતાની આ શોધ એ વધુ અત્યાધુનિક પ્રેસને અપનાવવા માટે પ્રેરિત કરે છે - માત્ર ઝડપી જ નહીં, પરંતુ ભરણ, પ્રેસ અને ઇજેક્શન સિક્વન્સ પર વધુ સારી રીતે નિયંત્રણ સાથે. અંતિમ કોમ્પેક્શન સ્ટ્રોક દરમિયાન થોડો ખચકાટ ખામી રજૂ કરી શકે છે. તે આ સૂચક છે જે લેબ પ્રોટોટાઇપને ઉત્પાદન-તૈયાર પ્રક્રિયાથી અલગ કરે છે. જ્યારે તમે એસેમ્બલી લાઇન માટે ભાગો સપ્લાય કરી રહ્યાં હોવ, ત્યારે 99.5% ઉપજ પૂરતી સારી નથી. તમારે 99.95% ની જરૂર છે. તે છેલ્લું 0.45% મેળવવું એ છે જ્યાં દાયકાઓનો અનુભવ, જેમ કે લાંબા સમયથી ચાલતી પેઢીઓમાં એમ્બેડ કરેલ, ચૂકવણી કરે છે.

એલોય કોન્ડ્રમ અને સપ્લાય ચેઇન

P/M દ્વારા નિકલ અથવા કોબાલ્ટ આધારિત સ્પેશિયલ એલોય્સ સાથે કામ કરવું એ સરહદી વિસ્તાર છે. પ્રગતિ મૂર્ત છે પરંતુ માથાનો દુખાવો સાથે આવે છે. પાવડર અત્યંત ખર્ચાળ છે, અને ઘણીવાર તમે પ્રતિક્રિયાશીલ તત્વો સાથે વ્યવહાર કરો છો જે દોષરહિત વાતાવરણ નિયંત્રણની માંગ કરે છે. જો કે, વળતર અદભૂત હોઈ શકે છે: ઉત્તમ, સજાતીય માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર્સ સાથેના ઘટકો કે જે કાસ્ટિંગ દ્વારા હાંસલ કરવા અશક્ય છે, જે વધુ સારી રીતે ઉચ્ચ-તાપમાન સળવળાટ પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે.

પરંતુ અહીં એક વ્યવહારુ સમસ્યા છે: સપ્લાય ચેઇન નાજુકતા. નિકલ સુપરએલોય ટર્બાઇન સીલને સંડોવતા પ્રોજેક્ટ દરમિયાન, અમારા સામાન્ય પાવડર સપ્લાયરને ગુણવત્તાયુક્ત હિચકી હતી. તેમના બેચમાં ઓક્સિજનનું પ્રમાણ ઘણું વધારે હતું. અમે તેનો ઉપયોગ કરી શક્યા નથી. ટૂંકી સૂચના પર વૈકલ્પિક સોર્સિંગ એ દુઃસ્વપ્ન હતું. આ દર્શાવે છે કે જો તમે ફીડસ્ટોકનો ભરોસાપાત્ર સ્ત્રોત ન મેળવી શકો તો સામગ્રીના પ્રદર્શનમાં આગળ વધવું મુશ્કેલ છે. તે અમને બહુવિધ સપ્લાયરોને લાયક બનવા માટે દબાણ કરે છે, જે ટ્રાયલ સિન્ટરિંગ અને પરીક્ષણની ખર્ચાળ અને સમય માંગી લેતી પ્રક્રિયા છે. આ અદ્યતન સામગ્રીની બિનસેક્સી બાજુ છે.

કંપનીઓ કે જેમણે આ એલોય સાથે કાસ્ટિંગ વિશ્વમાં નેવિગેટ કર્યું છે, જેમ કે QSY, સંભવતઃ મટિરિયલ સોર્સિંગ ચેનલો અને ધાતુશાસ્ત્રની ઊંડી સમજણ સ્થાપિત કરી છે. તે જ્ઞાન આધાર સ્થાનાંતરિત અને નિર્ણાયક છે. તેઓ સમજી શકશે કે તમે સિન્ટર્ડ ઘનતાને સુધારવા માટે પાવડર મિશ્રણમાં દુર્લભ પૃથ્વી તત્વની થોડી માત્રા શા માટે ઉમેરી શકો છો, કારણ કે તેઓએ કાસ્ટિંગ માટે મેલ્ટ કેમિસ્ટ્રીમાં સમાન સિદ્ધાંતો જોયા છે. અલગ-અલગ ફોર્મિંગ ટેક્નોલોજીઓમાંથી જ્ઞાનનું આ ક્રોસ-પોલિનેશન એ ઉદ્યોગની પ્રગતિનું એક શાંત પરંતુ શક્તિશાળી સ્વરૂપ છે.

તેથી, વાસ્તવિક માર્ગ શું છે?

માર્કેટિંગ ભૂતકાળમાં છીએ, ના બોલ પાવડર ધાતુશાસ્ત્રની પ્રગતિ એકીકરણ અને સૂક્ષ્મતા તરફ છે. તે એક ચમત્કારિક નવા પ્રેસ વિશે નથી. તે ડિજિટલ ડિઝાઇન થ્રેડ (P/M માટે DFAM) ને વધુ સારી રીતે લિંક કરવા વિશે છે, વધુ અનુમાનિત કોમ્પેક્શન સિમ્યુલેશન સાથે, વધુ મજબૂત સિન્ટરિંગ નિયંત્રણ સાથે જોડાયેલું છે, અને પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગ કુશળતા દ્વારા સપોર્ટેડ છે જે સિન્ટર્ડ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરને સમજે છે. ધ્યેય આશ્ચર્ય પરિબળ ઘટાડવાનો છે.

અંતિમ રમત પાવડર ધાતુવિજ્ઞાનને પ્રથમ પસંદગી બનાવવાની છે, ફોલબેક નહીં, વધુ માંગવાળી એપ્લિકેશનો માટે. તેનો અર્થ એ છે કે ડિઝાઈન એન્જિનિયરોને ખાતરી આપવી કે તેઓ સિન્ટરિંગ ફર્નેસના આર્કાનાને સમજ્યા વિના વિશ્વસનીય, ઉચ્ચ-પ્રદર્શનવાળા ભાગો મેળવી શકે છે. વિશ્વાસ પ્રદર્શિત સુસંગતતામાંથી આવે છે. તે લુબ્રિકન્ટ બર્ન-ઓફ અને ફિક્સ્ચર ડિઝાઇનની અસ્પષ્ટ સમસ્યાઓને હલ કરીને, વર્ષોથી ભાગ દ્વારા બનાવવામાં આવ્યું છે. તે ઉદ્યોગનો સામૂહિક અનુભવ છે, જે કંપનીઓમાં સમાવિષ્ટ છે જે સામગ્રી અને પ્રક્રિયાના ફેરફારોના ચક્રમાંથી પસાર થઈ છે, જે અલગ તકનીકી પ્રગતિને વિશ્વસનીય ઉત્પાદન માર્ગમાં ફેરવે છે. આગળનું મોટું પગલું એ હોઈ શકે છે કે આપણે આ બધી નિર્દોષ, સખત જીતેલી પ્રક્રિયાના જ્ઞાનને કેવી રીતે શેર કરીએ છીએ તે પ્રમાણિત કરવું.