विभिन्न प्रकार की मशीनिंग प्रक्रियाओं में, कभी-कभी हम उपकरण और वर्कपीस के बीच गैर-संपर्क प्राप्त करने के लिए एक मशीनिंग विधि चाहते हैं। स्वाभाविक रूप से, हम इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (ईडीएम) के बारे में सोचेंगे।
ईडीएम की उत्पत्ति का पता 18वीं शताब्दी के अंत में लगाया जा सकता है। जोसेफ प्रीस्टली नाम के एक अग्रणी ने देखा कि उनके प्रयोगों में विद्युत डिस्चार्ज ने इलेक्ट्रोड से सामग्री को हटा दिया। इस घटना को इलेक्ट्रो-डिस्चार्ज क्षरण के रूप में भी जाना जाता है। 1940 के दशक में, इस प्रक्रिया को दो शोधकर्ताओं द्वारा स्वतंत्र रूप से विकसित किया गया था: सोवियत भौतिक विज्ञानी बी.आर. लज़ारेंको और अमेरिकी इंजीनियर हेरोल्ड स्टार्क। हालाँकि, 1960 के दशक तक वाणिज्यिक ईडीएम मशीनें उपलब्ध नहीं हुईं, जिससे इस प्रक्रिया को व्यापक रूप से औद्योगिक रूप से अपनाया गया।
इन शुरुआती मशीनों ने 1960 के दशक के अंत और 1970 के दशक की शुरुआत में वायर इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (वायर ईडीएम) के विकास का मार्ग प्रशस्त किया, जिसने सटीक मशीनिंग क्षमताओं में और क्रांति ला दी। तब से, ईडीएम तकनीक में महत्वपूर्ण विकास हुआ है और अब यह एयरोस्पेस, ऑटोमोटिव और मेडिकल विनिर्माण सहित विभिन्न उद्योगों में जटिल आकार और सुविधाओं के उत्पादन के लिए एक सामान्य तरीका है।
इस लेख में, हम वायर ईडीएम के बारे में विस्तार से जानेंगे, इसके कार्य तंत्र, उपयुक्त सामग्रियों और विभिन्न अनुप्रयोगों पर चर्चा करेंगे। हमें आशा है कि यह आपको व्यापक समझ प्रदान करेगा।
वायर ईडीएम क्या है?
वायर ईडीएम की बेहतर समझ के लिए, आइए पहले स्पष्ट करें कि ईडीएम में बिजली कैसे डिस्चार्ज होती है।
इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज मशीनिंग (ईडीएम) एक सटीक मशीनिंग प्रक्रिया है जहां वर्कपीस से सामग्री को हटाने के लिए विद्युत डिस्चार्ज/स्पार्क उत्पन्न होते हैं। इसमें आम तौर पर दो इलेक्ट्रोडों के बीच विद्युत स्पार्क्स पैदा करना शामिल होता है। इलेक्ट्रोडों में से एक को टूल-इलेक्ट्रोड के रूप में जाना जाता है, जिसे आमतौर पर टूल या इलेक्ट्रोड के रूप में जाना जाता है, जबकि दूसरे को वर्कपीस-इलेक्ट्रोड या वर्कपीस कहा जाता है।
इलेक्ट्रोड और वर्कपीस के बीच उच्च-वोल्टेज पल्स धाराओं को लागू करने से, चिंगारी या इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज उत्पन्न होते हैं, जिससे वर्कपीस की सतह पर सामग्री पिघलने और वाष्पीकरण से गुजरती है, जिससे सामग्री को हटाया जा सकता है। इलेक्ट्रोड और वर्कपीस के बीच के अंतर को अनुकूली नियंत्रण प्रणाली द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जिससे इलेक्ट्रोड के बीच एक स्थिर दूरी बनी रहती है। यह लगातार और सटीक सामग्री हटाने की दर सुनिश्चित करता है, और प्रति सेकंड लाखों बार विद्युत निर्वहन होने पर भी इष्टतम मशीनिंग स्थिति बनाए रखता है।
एक तार ईडीएम मशीन में, दो इलेक्ट्रोड तार और वर्कपीस होते हैं। तार आमतौर पर पीतल या स्तरीकृत तांबे से बना होता है, और व्यास आमतौर पर 0.1 और 0.3 मिमी तक होता है। यह सीएनसी द्वारा नियंत्रित काटने के उपकरण के रूप में कार्य करता है और तार ईडीएम काटने की प्रक्रिया के दौरान वर्कपीस के साथ किसी भी यांत्रिक संपर्क से बच सकता है।
संक्षेप में, वायर ईडीएम एक गैर-संपर्क उपट्रैक्टिव विनिर्माण प्रक्रिया है जो एक सटीक प्रोग्राम किए गए पथ का पालन करके वर्कपीस, आमतौर पर एक प्रवाहकीय सामग्री को काटने या आकार देने के लिए ढांकता हुआ तरल पदार्थ के साथ एक पतली इलेक्ट्रोड तार का उपयोग करती है।
ईडीएम मशीनों में किस प्रकार के तारों का उपयोग किया जाता है?
ईडीएम मशीनों में प्रायः नीचे कई प्रकार के तारों का प्रयोग किया जाता है।
पीतल के तार
अपनी अच्छी विद्युत चालकता और अपेक्षाकृत कम लागत के कारण तार ईडीएम में पीतल सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली तार सामग्री है। यह सामान्य प्रयोजन के ईडीएम कार्य के लिए उपयुक्त है, जो लागत-प्रभावशीलता और प्रदर्शन के बीच एक अच्छा संतुलन बनाता है।
तांबे के तार
पीतल की तुलना में तांबे के तारों को उनकी बेहतर विद्युत चालकता के लिए चुना जाता है। वे सटीक मशीनिंग के लिए विशेष रूप से उपयोगी होते हैं और जहां उच्च काटने की गति की आवश्यकता होती है। हालाँकि, तांबा आमतौर पर पीतल की तुलना में अधिक महंगा होता है।
मोलिब्डेनम और टंगस्टन तार
इन सामग्रियों का उपयोग उन स्थितियों में किया जाता है जिनमें बहुत उच्च परिशुद्धता और उत्कृष्ट तापीय स्थिरता की आवश्यकता होती है। वे अधिक महंगे हैं और आमतौर पर अपने उच्च गलनांक और यांत्रिक शक्ति के कारण विशेष अनुप्रयोगों के लिए आरक्षित हैं।
लेपित तार
ये तार आम तौर पर पीतल या तांबे से बने कोर तार होते हैं जो किसी अन्य सामग्री जैसे जस्ता या प्रसार-एनील्ड तांबे की परत से लेपित होते हैं। कोटिंग तार की चालकता और पहनने के प्रतिरोध को बेहतर बनाने में मदद करती है, जिससे बेहतर मशीनिंग प्रदर्शन और लंबे समय तक उपकरण जीवन मिलता है। उदाहरण के लिए, जिंक-लेपित तारों को बेहतर सतह फिनिश और तेज़ काटने की गति प्राप्त करने के लिए जाना जाता है।
इस प्रकार के तारों का उपयोग ईडीएम मशीनों में किया जाता है, जो मशीनीकृत होने वाली विशिष्ट सामग्री, वांछित सतह फिनिश और परिशुद्धता के स्तर जैसे कारकों पर निर्भर करता है। तार का प्रकार चाहे जो भी हो, तार डिस्पोजेबल होता है, एक बार उपयोग के बाद इसे फेंक दिया जाता है, क्योंकि यह विद्युत निर्वहन प्रक्रिया के दौरान खराब हो जाता है या टूट जाता है। सेटअप को अनुकूलित करने, निर्बाध उत्पादन सुनिश्चित करने और टूटने या समझौता परिशुद्धता जैसे मुद्दों को कम करने के लिए तारों का अच्छा रखरखाव और सावधानीपूर्वक संचालन महत्वपूर्ण है।
वायर ईडीएम कैसे काम करता है?
वायर ईडीएम एक सटीक मशीनिंग प्रक्रिया है जिसका उपयोग मुख्य रूप से धातुओं जैसे विभिन्न कठोर प्रवाहकीय सामग्रियों में जटिल आकृति या गुहाओं को काटने के लिए किया जाता है। यह ऐसे काम करता है:
चूंकि तार और वर्कपीस एक ढांकता हुआ तरल पदार्थ (विआयनीकृत पानी या तेल) में डूबे हुए हैं, बिजली की आपूर्ति को जोड़कर, तार को वांछित वोल्टेज पर तेजी से चार्ज किया जाता है। एक बार जब वोल्टेज सही स्तर पर पहुंच जाता है, तो एक चिंगारी तार और वर्कपीस के बीच के अंतर को पाट देती है, जिससे सामग्री का एक छोटा सा हिस्सा पिघल जाता है।
यह आवश्यक है कि या तो वर्कपीस में एक छेद ड्रिल किया जाए या किनारे से काटना शुरू किया जाए। मशीनिंग क्षेत्र के भीतर, प्रत्येक डिस्चार्ज वर्कपीस में एक गड्ढा बनाता है और तार को प्रभावित करता है। तार को झुकाकर, ऊपर और नीचे दोनों तरफ टेपर या अलग-अलग प्रोफाइल वाले हिस्से बनाना संभव हो जाता है।
ओवरहीटिंग को रोकने और मलबे को हटाने के लिए यह प्रक्रिया एक ढांकता हुआ तरल में आयोजित की जाती है, जिसके परिणामस्वरूप वर्कपीस की सतह पर छोटे गड्ढे बन जाते हैं। जैसा कि प्रोग्राम किया गया है, ये बार-बार डिस्चार्ज की घटनाएं तब तक जारी रहती हैं जब तक कि भाग का वांछित आकार उत्पन्न नहीं हो जाता।
वायर ईडीएम के लाभ
अन्य धातु काटने की प्रक्रियाओं की तुलना में, वायर ईडीएम के कई फायदे हैं। नीचे सबसे प्रमुख हैं:
उच्चा परिशुद्धि
वायर ईडीएम अत्यधिक उच्च मशीनिंग परिशुद्धता प्राप्त कर सकता है, आमतौर पर कुछ माइक्रोन की स्थितिगत सटीकता तक पहुंचता है। विशिष्ट उच्च परिशुद्धता मशीनें एक इंच (0.000001") के 10 मिलियनवें हिस्से की सटीकता प्राप्त कर सकती हैं। कटे हुए हिस्सों के लिए 0.0001" तक की सहनशीलता बनाए रखना आम बात है।
तार ईडीएम की सटीक और सटीक कटिंग दो उत्कृष्ट गुण प्रदान करती है: 1) यह वर्कपीस की आगे की प्रक्रिया और परिष्करण की आवश्यकता को समाप्त करती है। 2) यह कोई गड़गड़ाहट या विरूपण नहीं छोड़ती है।
सभी धातुएँ अनुकूलता रखती हैं
वायर ईडीएम अलग-अलग कठोरता और भंगुरता की प्रवाहकीय सामग्री को मशीनीकृत कर सकता है। यह पूर्व-कठोर डाई स्टील्स, टाइटेनियम, स्टेनलेस स्टील्स, टंगस्टन और मोलिब्डेनम जैसी गर्मी-उपचारित सामग्रियों को काटने के लिए विशेष रूप से उपयुक्त है।
कम विरूपण
वायर ईडीएम एक गैर-संपर्क मशीनिंग विधि है। चूंकि काटने की प्रक्रिया में विद्युत स्पार्क्स का उपयोग होता है और इसमें उपकरण और वर्कपीस के बीच भौतिक संपर्क शामिल नहीं होता है, इसलिए यांत्रिक तनाव, हीटिंग प्रभाव, या वर्कपीस के विकृत होने का न्यूनतम जोखिम होता है। यह नाजुक या नाज़ुक सामग्रियों की मशीनिंग के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है।
आकृतियों और कोणों में बहुमुखी प्रतिभा
तार को पतला या समोच्च आकृतियों सहित विभिन्न कोणों और जटिल ज्यामिति बनाने के लिए संचालित किया जा सकता है। वायर ईडीएम छोटे भागों की मशीनिंग और न्यूनतम त्रिज्या के साथ तेज कोनों को काटने के लिए लागू होता है।
प्रसंस्करण का शोधन
वायर ईडीएम कठोर सामग्रियों में महीन धागे बनाने के लिए उत्कृष्ट है, यह कार्य पारंपरिक मशीनिंग के साथ अक्सर चुनौतीपूर्ण होता है। इसके अतिरिक्त, वायर ईडीएम कई हिस्सों को स्टैकिंग, स्ट्रिंग और नेस्टिंग करने में दक्षता प्रदर्शित करता है।
वायर ईडीएम की सीमाएँ
इसके कई फायदों के बावजूद, वायर ईडीएम की कुछ सीमाएँ भी हैं।
सामग्री सीमा
तार ईडीएम के साथ मशीनिंग के लिए केवल प्रवाहकीय सामग्री ही पात्र हैं, जो इसे प्लास्टिक, कंपोजिट या प्राकृतिक सामग्री के लिए अनुपयुक्त बनाती है।
धीमी सामग्री हटाने की दर
मिलिंग या टर्निंग जैसी कुछ अन्य मशीनिंग प्रक्रियाओं की तुलना में, वायर ईडीएम में आमतौर पर सामग्री हटाने की दर धीमी होती है।
उच्च उपकरण और रखरखाव लागत
वायर ईडीएम मशीनें खरीदना और रखरखाव करना महंगा है। इसके अतिरिक्त, तारों को एक बार उपयोग के बाद फेंक दिया जाता है, और तार इलेक्ट्रोड और अन्य उपभोग्य सामग्रियों का खर्च परिचालन लागत में जुड़ जाता है।
वायर ईडीएम के अनुप्रयोग
अपनी विशेष मशीनिंग प्रक्रिया और फायदों के साथ, वायर ईडीएम का उपयोग कई क्षेत्रों में किया जाता है। यहां कुछ सामान्य अनुप्रयोग दिए गए हैं:
उपकरण और डाई बनाना
वायर ईडीएम का व्यापक रूप से विभिन्न उद्योगों के लिए मोल्ड, डाई और पंच बनाने में उपयोग किया जाता है। जटिल आकार देने में इसकी सटीकता और निपुणता के कारण यह जटिल टूलींग घटकों को तैयार करने में अपरिहार्य हो जाता है।
एयरोस्पेस
एयरोस्पेस घटकों, विशेष रूप से विदेशी मिश्र धातुओं से बने घटकों को एयरोस्पेस अनुप्रयोगों में सुरक्षा और प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए उच्च परिशुद्धता और विश्वसनीयता की आवश्यकता होती है। वायर ईडीएम सटीकता और स्थिरता बनाए रखते हुए कड़ी सहनशीलता के साथ भागों की मशीनिंग करने में सक्षम है। इसके अलावा, वायर ईडीएम टरबाइन ब्लेड, छोटे नोजल और इंजन घटकों जैसे एयरोस्पेस भागों के उत्पादन में दोहराए जाने योग्य परिणाम और उन्नत गुणवत्ता आश्वासन उपायों की पेशकश कर सकता है।
चिकित्सा
चिकित्सा उद्योग को अक्सर टाइटेनियम और स्टेनलेस स्टील जैसी कठोर सामग्रियों से बने छोटे, जटिल घटकों की आवश्यकता होती है। वायर ईडीएम इन भागों को उच्च परिशुद्धता के साथ तैयार कर सकता है और जटिल ज्यामिति, जैसे दंत प्रत्यारोपण और सर्जिकल उपकरणों पर छोटी संरचनाओं और छेदों को काटने का काम पूरा कर सकता है।
ऑटोमोटिव
वायर ईडीएम का उपयोग ऑटोमोटिव क्षेत्र में गियर, ईंधन इंजेक्टर और इंजन भागों जैसे सटीक घटकों के उत्पादन के लिए किया जाता है। यह विशेष रूप से प्रोटोटाइप के निर्माण और विशेष ऑटोमोटिव भागों के छोटे उत्पादन के लिए उपयोगी है।
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अब तक, हमें वायर ईडीएम की समग्र समझ है। आपकी परियोजनाओं को ध्यान में रखते हुए, क्या तार ईडीएम द्वारा मशीनीकृत किया जाना उपयुक्त होगा? यदि आपके कोई प्रश्न हों तो कृपया हमसे संपर्क करने में संकोच न करें।
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एक तार ईडीएम मशीन के घटक
एक वायर इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (वायर ईडीएम) मशीन में आमतौर पर कई प्रमुख घटक होते हैं, जिनमें शामिल हैं:
काम की मेज
वर्कटेबल वर्कपीस को अपनी जगह पर रखता है और कई अक्षों (आमतौर पर एक्स, वाई और जेड अक्ष) में सटीक गति की अनुमति देता है। यह गति तार इलेक्ट्रोड को जटिल आकृतियों और आकृतियों को काटने में सक्षम बनाती है।
बिजली की आपूर्ति
बिजली की आपूर्ति तार इलेक्ट्रोड और वर्कपीस के बीच स्पार्क डिस्चार्ज बनाने के लिए आवश्यक विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करती है। यह विद्युत डिस्चार्ज के वोल्टेज, करंट और पल्स अवधि को नियंत्रित करता है।
तार
वर्कपीस को काटने के लिए इलेक्ट्रोड के रूप में पतले धातु के तार का उपयोग किया जाता है। यह तार आमतौर पर पीतल, तांबे या टंगस्टन से बना होता है, और यह उस उपकरण के रूप में कार्य करता है जिसके माध्यम से विद्युत निर्वहन होता है।
इलेक्ट्रोड
एक तार ईडीएम मशीन में दो इलेक्ट्रोड होते हैं, जो अलग-अलग तार (कैथोड) और वर्कपीस (एनोड) को संदर्भित करते हैं।
ढांकता हुआ माध्यम
एक ढांकता हुआ तरल पदार्थ, जैसे कि विआयनीकृत पानी, का उपयोग मलबे को दूर करने और तार और वर्कपीस के बीच एक स्थिर विद्युत निर्वहन बनाए रखने के लिए किया जाता है। यह मशीनिंग प्रक्रिया के दौरान वर्कपीस और तार को ठंडा करने में भी मदद करता है।
नियंत्रण प्रणाली
नियंत्रण प्रणाली में सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर घटक शामिल होते हैं जो ऑपरेटरों को मशीनिंग मापदंडों को इनपुट करने, मशीन की गतिविधियों को नियंत्रित करने और मशीनिंग प्रक्रिया की निगरानी करने में सक्षम बनाते हैं। इसमें कंट्रोल पैनल या कंप्यूटर इंटरफ़ेस जैसे इंटरफ़ेस शामिल हैं।
वायर गाइड और टेंशनिंग सिस्टम
वायर गाइड यह सुनिश्चित करते हैं कि मशीनिंग के दौरान वायर इलेक्ट्रोड सीधा और ठीक से संरेखित रहे। टेंशनिंग सिस्टम टूटने से बचाने और लगातार काटने के प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए तार पर उचित तनाव बनाए रखता है।
स्वचालित वायर थ्रेडर
कुछ उन्नत वायर ईडीएम मशीनों में एक स्वचालित वायर थ्रेडिंग प्रणाली होती है, जो वर्कपीस के माध्यम से वायर इलेक्ट्रोड को सटीक रूप से थ्रेड करने में सहायता करती है, जिससे समय की बचत होती है और मैन्युअल श्रम कम होता है।
निस्पंदन प्रणाली
वायर ईडीएम मशीनिंग में उपयोग किया जाने वाला ढांकता हुआ तरल पदार्थ मशीनिंग प्रक्रिया के मलबे से दूषित हो सकता है। एक निस्पंदन प्रणाली इन दूषित पदार्थों को हटा देती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि ढांकता हुआ द्रव प्रभावी बना रहे।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न
1. वायर ईडीएम के अलावा, ईडीएम के अन्य प्रकार क्या उपलब्ध हैं?
वायर ईडीएम के अलावा, दो अन्य प्राथमिक प्रकार की इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (ईडीएम) प्रक्रियाएं हैं, प्रत्येक उपकरण इलेक्ट्रोड और वर्कपीस के बीच विद्युत निर्वहन के माध्यम से सामग्री को हटाने के समान मूल तंत्र का उपयोग करते हैं, दोनों एक ढांकता हुआ तरल पदार्थ में डूबे हुए हैं:
सिंकर ईडीएम: पारंपरिक ईडीएम या रैम ईडीएम के रूप में भी जाना जाता है, यह प्रकार एक पूर्व-आकार वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग करता है, जो आमतौर पर ग्रेफाइट या तांबे से बना होता है, जो वर्कपीस में वांछित गुहा को प्रतिबिंबित करता है। उदाहरण के लिए, एक पिरामिड-आकार के इलेक्ट्रोड का उपयोग संबंधित पिरामिड-आकार की गुहा बनाने के लिए किया जाएगा। सिंकर ईडीएम का उपयोग आमतौर पर जटिल 3डी ज्यामिति वाले मोल्ड, डाई और घटकों के निर्माण के लिए किया जाता है। यह प्लास्टिक इंजेक्शन मोल्डिंग, डाई कास्टिंग और फोर्जिंग के उपकरणों में गुहाएं या जटिल आकार बनाने के लिए विशेष रूप से प्रभावी है।
होल ड्रिलिंग ईडीएम या फास्ट होल ईडीएम: यह विधि सामग्री को नष्ट करने के लिए एक घूर्णन ट्यूबलर इलेक्ट्रोड का उपयोग करती है, जिससे सख्त सहनशीलता के साथ सटीक छेद की उच्च गति ड्रिलिंग सक्षम हो जाती है। इसका उपयोग विशेष रूप से छोटे, गहरे और सटीक छेद बनाने के लिए किया जाता है, जैसे टरबाइन ब्लेड में ठंडा करने वाले छेद, ईंधन इंजेक्शन नोजल और छोटे छिद्र छेद।
2. ईडीएम और वायर कट ईडीएम में क्या अंतर है?
ईडीएम (आमतौर पर सिंकर ईडीएम का संदर्भ) और वायर कट ईडीएम के बीच प्राथमिक अंतर उपयोग किए गए इलेक्ट्रोड के प्रकार में निहित है, जो सीधे उनके अनुप्रयोगों को प्रभावित करता है। वायर कट ईडीएम एक इलेक्ट्रोड के रूप में एक सतत पतले तार का उपयोग करता है, जो स्वचालित रूप से वर्कपीस के माध्यम से खिलाया जाता है। यह सेटअप उच्च लचीलापन प्रदान करता है, जो परिशुद्धता के साथ जटिल कटिंग की अनुमति देता है और विभिन्न धातुओं में विस्तृत आकृति या गुहाओं को काटने की क्षमता प्रदान करता है।
इसके विपरीत, सिंकर ईडीएम एक कस्टम-आकार वाले इलेक्ट्रोड का उपयोग करता है, जो आमतौर पर तांबे या ग्रेफाइट से बना होता है, जो वांछित गुहा या रूप को प्रतिबिंबित करने के लिए पूर्व-मशीनीकृत होता है। यह विधि वायर कट ईडीएम की तुलना में कम लचीली है, लेकिन वर्कपीस के सब्सट्रेट के भीतर गहराई से दोहरावदार, सटीक और जटिल ज्यामिति बनाने में उत्कृष्ट है।
