प्लास्टिक औद्योगिक अनुप्रयोगों में धातुओं की तुलना में कई फायदे प्रदान करता है, जिसमें हल्के गुण, संक्षारण प्रतिरोध, डिजाइन लचीलापन, उत्कृष्ट विद्युत इन्सुलेशन और कम प्रसंस्करण और रखरखाव लागत शामिल हैं। जैसे-जैसे संशोधित और उच्च-प्रदर्शन इंजीनियरिंग प्लास्टिक का विकास जारी है, कई पारंपरिक धातु-प्रधान अनुप्रयोगों को अब आंशिक रूप से या पूरी तरह से प्लास्टिक द्वारा प्रतिस्थापित किया जा रहा है। इनमें से, एबीएस अपनी अच्छी तरह से संतुलित यांत्रिक शक्ति, क्रूरता, प्रक्रियात्मकता, सतह खत्म करने की क्षमता और लागत-प्रभावशीलता के कारण अलग दिखता है। यह प्लास्टिक परिवार में एक महत्वपूर्ण स्थान रखता है, कमोडिटी प्लास्टिक और इंजीनियरिंग प्लास्टिक के बीच एक पुल के रूप में कार्य करता है।
यह लेख बताता है कि एबीएस प्लास्टिक क्या है, इसके लाभ और मशीनिंग में चुनौतियाँ, एबीएस भागों के लिए विशिष्ट अनुप्रयोग और प्रभावी मशीनिंग के लिए विशेषज्ञ युक्तियाँ। अधिक जानने के लिए पढ़ना जारी रखें!
एबीएस प्लास्टिक क्या है?
एबीएस (एक्रिलोनिट्राइल ब्यूटाडीन स्टाइरीन) एक कम लागत वाला थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर है, जो इसके तीन मोनोमर घटकों-एक्रिलोनिट्राइल, ब्यूटाडीन और स्टाइरीन के साथ-साथ किसी भी अन्य वांछित एडिटिव्स को मिलाकर बनाया जाता है। इसके कुछ प्रमुख गुण इस प्रकार हैं:
अधिकतम तापमान: निरंतर उपयोग के लिए 176°F ~ 212°F (80°C ~ 100°C)
थर्मल इन्सुलेशन: 0.14 - 0.20 W/m.K
एबीएस में तीन मोनोमर्स का सहक्रियात्मक संयोजन कठोरता (बी घटक), कठोरता (ए घटक), और प्रक्रियात्मकता (एस घटक) प्रदान करता है। इन अनुपातों को समायोजित करके गुणों को ठीक किया जा सकता है। इस लचीलेपन के अलावा, प्रोटोटाइप और उत्पादों के लिए मशीनीकृत एबीएस प्लास्टिक चुनने से निम्नलिखित लाभ मिलते हैं:
प्रभाव के तहत टूटने से बचाता है और कम तापमान पर भी कठोरता बनाए रखता है।
स्थिर संरचनात्मक ताकत और पहनने का प्रतिरोध प्रदान करता है।
विश्वसनीय विद्युत इन्सुलेशन प्रदान करता है।
पतला एसिड, क्षार और ग्रीस को सहन करता है।
उत्कृष्ट लागत-प्रभावशीलता प्रदान करता है, अधिकांश सामान्य आवश्यकताओं को पूरा करता है जबकि उच्च-प्रदर्शन वाले प्लास्टिक की तुलना में काफी अधिक किफायती होता है।
इसमें उच्च सतह चमक है, आसान रंगाई का समर्थन करता है, और विविध सौंदर्य प्रभावों के लिए पेंटिंग, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, वैक्यूम कोटिंग, ट्रांसफर प्रिंटिंग और स्क्रीन प्रिंटिंग जैसे माध्यमिक उपचार की अनुमति देता है।
Supports versatile forming processes, including injection molding, extrusion, 3D printing, and सीएनसी मशीनिंग.
यांत्रिक, थर्मल और ज्वाला-मंदक गुणों को बढ़ाने के लिए अन्य प्लास्टिक (उदाहरण के लिए, एबीएस/पीसी मिश्र धातु, एबीएस/पीबीटी मिश्र धातु) के साथ मिश्रण करके या ग्लास फाइबर, खनिज भराव, लौ रिटार्डेंट और सख्त करने वाले एजेंटों को जोड़कर संशोधन की अनुमति देता है।
हालाँकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ABS उच्च तापमान के प्रति संवेदनशील है। लंबे समय तक गर्मी के संपर्क में रहने से विकृति या बुढ़ापा आ सकता है। जब बाहर उपयोग किया जाता है, तो यह समय के साथ खराब हो सकता है या फीका पड़ सकता है, जिससे सुरक्षा के लिए यूवी स्टेबलाइजर्स की आवश्यकता होती है। एबीएस में सुगंधित यौगिकों, कीटोन्स और एस्टर जैसे कुछ रसायनों के प्रति भी सीमित प्रतिरोध है।
सीएनसी मशीनिंग एबीएस के लाभ
जबकि एबीएस अक्सर इंजेक्शन मोल्डिंग और 3डी प्रिंटिंग से जुड़ा होता है, खासकर बड़े पैमाने पर उत्पादन या रैपिड प्रोटोटाइप में। हालाँकि, सीएनसी मशीनिंग कुछ अनुप्रयोगों में विशिष्ट लाभ प्रदान करती है। सीएनसी-मशीनयुक्त एबीएस चुनने के प्रमुख लाभ यहां दिए गए हैं:
यह जटिल ज्यामिति और सख्त सहनशीलता वाले एबीएस भागों के उत्पादन के लिए एक लागत प्रभावी तरीका है क्योंकि आपको महंगा मोल्ड बनाने की ज़रूरत नहीं है।
सीएनसी मशीनिंग में पिघलने या इलाज की प्रक्रिया शामिल नहीं होती है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि एबीएस ताकत और क्रूरता जैसे अपने पूर्ण यांत्रिक गुणों को बरकरार रखता है।
सीएनसी मशीनिंग चिकनी सतहों और न्यूनतम दृश्यमान उपकरण चिह्नों के साथ एबीएस भागों का उत्पादन करती है, जिससे पोस्ट-प्रोसेसिंग की आवश्यकता कम हो जाती है। 3डी प्रिंटिंग के विपरीत, जो अक्सर परत रेखाएं, या इंजेक्शन मोल्डिंग छोड़ती है, जिसके परिणामस्वरूप वेल्ड लाइनें, प्रवाह रेखाएं या सिंक निशान हो सकते हैं, सीएनसी मशीनिंग लगातार सतह की गुणवत्ता और सटीकता प्रदान करती है।
छोटे बैचों या प्रोटोटाइप के लिए, सीएनसी मशीनिंग एबीएस इंजेक्शन मोल्ड को डिजाइन करने और उत्पादन करने की लंबी प्रक्रिया की तुलना में त्वरित बदलाव का समय प्रदान करता है। यह विकास और परीक्षण चरणों को गति देता है।
सीएनसी मशीनिंग में एबीएस की चुनौतियाँ
अन्य मशीनीकृत प्लास्टिक की तरह, एबीएस प्लास्टिक में दो बहुत ही सामान्य मशीनिंग दोष विरूपण और खराब सतह फिनिश हैं।
1. एबीएस में विरूपण तब होता है जब मशीनिंग के दौरान या उसके बाद सामग्री मुड़ जाती है, मुड़ जाती है या विकृत हो जाती है। ऐसा आमतौर पर निम्नलिखित कारणों से होता है:
एबीएस में अपेक्षाकृत कम ताप विक्षेपण तापमान और खराब तापीय चालकता होती है। परिणामस्वरूप, मशीनिंग स्थल पर गर्मी तेजी से जमा हो सकती है, जिससे सामग्री नरम हो जाएगी और ख़राब हो जाएगी।
आमतौर पर मशीनीकृत धातुओं के सापेक्ष, एबीएस प्लास्टिक गर्म होने पर महत्वपूर्ण थर्मल विस्तार का अनुभव करता है। इससे एक अनुभवहीन मशीनिस्ट को बहुत अधिक सामग्री हटानी पड़ सकती है, जो भाग के ठंडा होने और सिकुड़ने पर स्पष्ट होगा।
अनुचित काटने की गति, फ़ीड दर या सुस्त उपकरणों का उपयोग करने से अत्यधिक गर्मी उत्पन्न हो सकती है और विरूपण हो सकता है।
अपर्याप्त फिक्स्चर के कारण मशीनिंग के दौरान भाग हिल सकता है या मुड़ सकता है, जिसके परिणामस्वरूप विरूपण हो सकता है।
2. सीएनसी मशीनिंग एबीएस प्लास्टिक में एक और आम चुनौती उच्च गुणवत्ता वाली सतह फिनिश प्राप्त करना है। धातुओं या कठोर सामग्रियों की तुलना में, एबीएस पर मशीनिंग के दौरान टूलींग के निशान और चटकने वाली रेखाओं का खतरा अधिक होता है। अनुचित मशीनिंग पैरामीटर या उपकरण कंपन अक्सर इन समस्याओं को बढ़ा देते हैं। ये खामियां एबीएस फिटिंग की अखंडता से समझौता कर सकती हैं, जिससे संभावित रिसाव हो सकता है, या पारदर्शी एबीएस हिस्से धुंधले दिखाई दे सकते हैं।
प्रभावी सीएनसी मशीनिंग एबीएस के लिए युक्तियाँ
मशीनिंग एबीएस प्लास्टिक से जुड़े नुकसान से बचने के लिए, कुशल और उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम प्राप्त करने के लिए यहां कुछ उपयोगी सुझाव दिए गए हैं:
मशीन-ग्रेड एबीएस प्लास्टिक का उपयोग करें
तीन मोनोमर्स, आणविक भार और एडिटिव्स के अनुपात को समायोजित करके, एबीएस प्लास्टिक के कई अलग-अलग ग्रेड का उत्पादन किया जा सकता है। मशीन-ग्रेड एबीएस विशेष रूप से मशीनिंग के लिए इंजीनियर किया गया है। एक्सट्रूज़न-ग्रेड और इंजेक्शन-मोल्डिंग-ग्रेड एबीएस के विपरीत, जो पिघले प्रवाह के लिए अनुकूलित होते हैं, मशीन-ग्रेड एबीएस को काटने की प्रक्रियाओं के दौरान घर्षण गर्मी के कारण होने वाली विकृति को रोकने के लिए हीट स्टेबलाइजर्स के साथ तैयार किया जाता है, जो कम आंतरिक तनाव, उच्च कठोरता और आयामी स्थिरता का प्रदर्शन करता है। . मिलिंग,
उपयुक्त काटने के उपकरण का प्रयोग करें
उच्च शक्ति वाले स्टील और टाइटेनियम मिश्र धातुओं की मशीनिंग के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरण एबीएस प्लास्टिक के लिए सबसे अच्छा विकल्प नहीं हैं। मशीनिंग करते समय एबीएस, हाई-स्पीड स्टील (एचएसएस) और कार्बाइड उपकरण आमतौर पर उपयोग किए जाते हैं। काटने के प्रतिरोध को कम करने, गर्मी के संचय को कम करने और सामग्री को नरम होने या पिघलने से रोकने के लिए तेज काटने वाले किनारों को बनाए रखना आवश्यक है।
इष्टतम परिणामों के लिए, कुशल चिप हटाने और गर्मी उत्पादन को कम करने के लिए 10° से 15° के सकारात्मक रेक कोण, 5° से 10° के राहत कोण और एक छोटे किनारे त्रिज्या वाले उपकरणों का उपयोग करें। आमतौर पर, घर्षण को कम करने के लिए बिना लेपित कार्बाइड उपकरणों को प्राथमिकता दी जाती है, लेकिन ऐसे मामलों में जहां आसंजन एक चिंता का विषय है, टीआईएन (टाइटेनियम नाइट्राइड) या डीएलसी (डायमंड-लाइक कार्बन) जैसे कम घर्षण कोटिंग वाले उपकरण चिप चिपकने को रोकने और सतह की गुणवत्ता में सुधार करने में मदद कर सकते हैं।
अपने कटिंग पैरामीटर्स को अनुकूलित करें
एबीएस गर्मी के प्रति संवेदनशील है, और अत्यधिक काटने की गति स्थानीयकृत अति ताप का कारण बन सकती है, जिससे सामग्री नरम या पिघल सकती है। आमतौर पर उपकरण के व्यास और कट की गहराई के आधार पर 1,000 और 3,000 आरपीएम के बीच स्पिंडल गति का उपयोग करने की सिफारिश की जाती है। तुलनात्मक रूप से, स्टील या एल्यूमीनियम जैसी धातुएं बहुत अधिक काटने की गति को सहन कर सकती हैं, जो अक्सर 5,000 से 10,000 आरपीएम या उससे अधिक तक होती है।
फ़ीड दर जो बहुत अधिक है, उसके परिणामस्वरूप बकवास या खुरदरी सतह खत्म हो सकती है, जबकि बहुत कम दर उपकरण और वर्कपीस के बीच घर्षण पैदा कर सकती है, जिससे अतिरिक्त गर्मी पैदा हो सकती है। एबीएस की मशीनिंग करते समय, प्लास्टिक को फैलने या गड़गड़ाहट विकसित होने से रोकने के लिए फ़ीड दर को संतुलित करना महत्वपूर्ण है। इसके अतिरिक्त, एक बार में गहरी कटौती करने से स्थानीय गर्मी बढ़ सकती है, जिससे विकृति या पिघलन हो सकती है। इसके बजाय, गर्मी संचय को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करने और आयामी स्थिरता बनाए रखने के लिए कई उथले कटौती का विकल्प चुनें।
उपयुक्त शीतलक का प्रयोग करें
यदि शीतलक ठीक से नहीं लगाया जाता है तो मशीनिंग के दौरान एबीएस प्लास्टिक के अधिक गर्म होने और विरूपण का खतरा होता है। हालाँकि, सभी कूलेंट ABS के लिए उपयुक्त नहीं हैं। सामग्री कुछ सुगंधित सॉल्वैंट्स के प्रति संवेदनशील है, जो सतह में दरार या गिरावट का कारण बन सकती है। इन समस्याओं से बचने के लिए, हमेशा गैर-सुगंधित, प्लास्टिक-विशिष्ट शीतलक चुनें।
मशीनिंग धातुओं के विपरीत, जो अक्सर तेल-आधारित या इमल्सीफाइड कूलेंट पर निर्भर होती है, एबीएस को अपेक्षाकृत कम पिघलने बिंदु (लगभग 220 डिग्री सेल्सियस) के कारण कम तापमान, कुशल शीतलन की आवश्यकता होती है। पानी में घुलनशील शीतलक एबीएस मशीनिंग के लिए अत्यधिक प्रभावी होते हैं, क्योंकि वे सामग्री की अखंडता को संरक्षित करते हुए प्रभावी ढंग से गर्मी को नष्ट कर देते हैं।
प्लास्टिक-विशिष्ट शीतलक को काटने की तीव्रता के आधार पर विभिन्न रूपों में लागू किया जा सकता है। विकल्पों में हल्के शीतलन के लिए दबावयुक्त गैस का एक जेट, मध्यम शीतलन के लिए निरंतर धुंध, या अधिक मांग वाले कार्यों में हेवी-ड्यूटी शीतलन के लिए एक बहता हुआ तरल शामिल है।
एबीएस प्लास्टिक को एनील करें
आंतरिक तनाव को दूर करने और आयामी स्थिरता में सुधार करने के लिए, मशीनिंग से पहले एबीएस प्लास्टिक को एनीलिंग करने पर विचार करें। एनीलिंग में सामग्री को ताप उपचार ओवन में धीरे-धीरे गर्म करना, उचित तापमान पर रखना और फिर धीरे-धीरे ठंडा करना शामिल है।
यह नियंत्रित प्रक्रिया यह सुनिश्चित करती है कि आंतरिक तनाव समान रूप से दूर हो, जिससे सामग्री की मशीनीकरण और स्थिरता में वृद्धि हो। यह जटिल ज्यामिति या पतली दीवारों वाले हिस्सों के लिए विशेष रूप से फायदेमंद है, क्योंकि यह मशीनिंग के दौरान टूटने या विकृत होने की संभावना को कम करता है।
सीएनसी मशीनीकृत एबीएस भागों के सामान्य अनुप्रयोग
एबीएस उन अनुप्रयोगों के लिए लोकप्रिय है जिन्हें बनाने में आसानी के साथ मजबूत, स्थिर प्लास्टिक की आवश्यकता होती है। सीएनसी मशीनिंग कम मात्रा, उच्च परिशुद्धता और कस्टम भागों के लिए अद्वितीय लाभ प्रदान करती है। यहां सीएनसी मशीनीकृत एबीएस के कुछ विशिष्ट अनुप्रयोग दिए गए हैं:
कस्टम हाउसिंग और बाड़े: एबीएस का उपयोग अक्सर कस्टम इलेक्ट्रॉनिक हाउसिंग, उपकरण बाड़ों और सुरक्षात्मक आवरणों को तैयार करने के लिए किया जाता है जो सटीक आयाम और विश्वसनीय प्रदर्शन की मांग करते हैं।
ऑटोमोटिव घटक: ऑटोमोटिव उद्योग में, एबीएस को आंतरिक ट्रिम टुकड़े, डैशबोर्ड घटकों और विशेष फिटिंग का उत्पादन करने के लिए मशीनीकृत किया जाता है, जिसके लिए सटीक और उच्च गुणवत्ता वाली फिनिश की आवश्यकता होती है।
उपभोक्ता उत्पाद सहायक उपकरण: एबीएस का उपयोग अनुकूलित उपभोक्ता सहायक उपकरण जैसे हेडफोन पार्ट्स, माउंट और अन्य विशेष गैजेट बनाने के लिए किया जाता है।
खिलौने: एबीएस की चिकनी फिनिश इसे खिलौनों के लिए पसंदीदा सामग्री बनाती है जिसमें एक्शन फिगर, बोर्ड गेम के टुकड़े और पहेलियाँ शामिल हैं। एक प्रसिद्ध उदाहरण लेगो ईंटें हैं, जो अपनी स्थायित्व और सटीक मशीनेबिलिटी के कारण एबीएस से बनाई गई हैं।
मेडिकल प्रोटोटाइपिंग: एबीएस चिकित्सा उपकरणों के प्रोटोटाइप के लिए पसंद की सामग्री के रूप में कार्य करता है, जिसमें चिकित्सा उपकरणों और उपकरणों के लिए अनुकूलित ब्रैकेट, फिक्स्चर और बाड़े शामिल हैं।
जिग्स और फिक्स्चर: विनिर्माण कार्यों के लिए, एबीएस का उपयोग टिकाऊ जिग्स, फिक्स्चर और टूलींग सहायता बनाने के लिए किया जाता है जो असेंबली और उत्पादन प्रक्रियाओं को सुविधाजनक बनाते हैं।
शैक्षिक मॉडल: सीएनसी मशीनीकृत एबीएस का उपयोग अक्सर शैक्षिक मॉडल और प्रदर्शन उपकरणों के लिए किया जाता है, जो इंटरैक्टिव शिक्षण वातावरण में मशीनिंग में आसानी और स्थायित्व के लिए मूल्यवान है।
कम मात्रा में उत्पादन: छोटे बैच के उत्पादन के लिए, एबीएस एक लागत प्रभावी समाधान प्रदान करता है जहां इंजेक्शन मोल्डिंग के लिए मोल्ड बनाना अव्यावहारिक या बहुत महंगा होगा।
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