લાંબા ટૂલ લાઇફ અને ક્લીનર સ્વોર્ફ માટે એલ્યુમિનિયમ CNC કટીંગ ફ્લુઇડ કેવી રીતે જાળવવું

 પીએફટી, શેનઝેન

શ્રેષ્ઠ એલ્યુમિનિયમ CNC કટીંગ પ્રવાહી સ્થિતિ જાળવવાથી ટૂલના ઘસારો અને સ્વોર્ફ ગુણવત્તા પર સીધી અસર પડે છે. આ અભ્યાસ નિયંત્રિત મશીનિંગ ટ્રાયલ્સ અને પ્રવાહી વિશ્લેષણ દ્વારા પ્રવાહી વ્યવસ્થાપન પ્રોટોકોલનું મૂલ્યાંકન કરે છે. પરિણામો દર્શાવે છે કે સતત pH દેખરેખ (લક્ષ્ય શ્રેણી 8.5-9.2), રીફ્રેક્ટોમેટ્રીનો ઉપયોગ કરીને 7-9% વચ્ચે સાંદ્રતા જાળવી રાખવી, અને ડ્યુઅલ-સ્ટેજ ફિલ્ટરેશન (40µm અને ત્યારબાદ 10µm) અમલમાં મૂકવાથી ટૂલનું જીવન સરેરાશ 28% વધે છે અને અનિયંત્રિત પ્રવાહીની તુલનામાં સ્વોર્ફ સ્ટીકીનેસ 73% ઘટાડે છે. નિયમિત ટ્રેમ્પ ઓઇલ સ્કિમિંગ (>95% દૂર કરવું સાપ્તાહિક) બેક્ટેરિયાના વિકાસ અને ઇમલ્શન અસ્થિરતાને અટકાવે છે. અસરકારક પ્રવાહી વ્યવસ્થાપન ટૂલિંગ ખર્ચ અને મશીન ડાઉનટાઇમ ઘટાડે છે.

૧. પરિચય

એલ્યુમિનિયમના CNC મશીનિંગ માટે ચોકસાઈ અને કાર્યક્ષમતાની જરૂર પડે છે. ઠંડક, લુબ્રિકેશન અને ચિપ ખાલી કરાવવા માટે કટીંગ પ્રવાહી મહત્વપૂર્ણ છે. જો કે, દૂષણ, બેક્ટેરિયાની વૃદ્ધિ, સાંદ્રતા ડ્રિફ્ટ અને ટ્રેમ્પ તેલના સંચયને કારણે પ્રવાહીનું અધોગતિ - ટૂલના ઘસારાને વેગ આપે છે અને સ્વર્ફ દૂર કરવાની પ્રક્રિયાને નબળી પાડે છે, જેના કારણે ખર્ચ અને ડાઉનટાઇમમાં વધારો થાય છે. 2025 સુધીમાં, પ્રવાહી જાળવણીને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવી એ મુખ્ય ઓપરેશનલ પડકાર રહે છે. આ અભ્યાસ ઉચ્ચ-વોલ્યુમ એલ્યુમિનિયમ CNC ઉત્પાદનમાં ટૂલની આયુષ્ય અને સ્વર્ફ લાક્ષણિકતાઓ પર ચોક્કસ જાળવણી પ્રોટોકોલની અસરનું પ્રમાણ નક્કી કરે છે.

2. પદ્ધતિઓ

૨.૧. પ્રાયોગિક ડિઝાઇન અને ડેટા સ્રોત
6061-T6 એલ્યુમિનિયમ પ્રોસેસિંગ કરતી 5 સમાન CNC મિલો (Haas VF-2) પર 12 અઠવાડિયા સુધી નિયંત્રિત મશીનિંગ પરીક્ષણો હાથ ધરવામાં આવ્યા હતા. બધા મશીનોમાં અર્ધ-કૃત્રિમ કટીંગ પ્રવાહી (બ્રાન્ડ X) નો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. એક મશીન પ્રમાણભૂત, પ્રતિક્રિયાશીલ જાળવણી સાથે નિયંત્રણ તરીકે સેવા આપતું હતું (પ્રવાહી ફેરફારો ફક્ત ત્યારે જ થાય છે જ્યારે દેખીતી રીતે અધોગતિ થાય છે). અન્ય ચારે એક સંરચિત પ્રોટોકોલ અમલમાં મૂક્યો:

• એકાગ્રતા:ડિજિટલ રીફ્રેક્ટોમીટર (એટાગો PAL-1) નો ઉપયોગ કરીને દરરોજ માપવામાં આવે છે, જે કોન્સન્ટ્રેટ અથવા DI પાણી સાથે 8% ±1% પર ગોઠવાય છે.

• પીએચ:ઉત્પાદક-મંજૂર ઉમેરણોનો ઉપયોગ કરીને 8.5-9.2 ની વચ્ચે જાળવવામાં આવતા કેલિબ્રેટેડ pH મીટર (Hanna HI98103) નો ઉપયોગ કરીને દરરોજ દેખરેખ રાખવામાં આવે છે.

• ગાળણ:ડ્યુઅલ-સ્ટેજ ફિલ્ટરેશન: 40µm બેગ ફિલ્ટર અને ત્યારબાદ 10µm કારતૂસ ફિલ્ટર. દબાણના તફાવત (≥ 5 psi વધારો) ના આધારે ફિલ્ટર્સ બદલાયા.

• ટ્રેમ્પ ઓઇલ દૂર કરવું:બેલ્ટ સ્કિમર સતત કાર્યરત; પ્રવાહી સપાટી દરરોજ તપાસવામાં આવે છે, સ્કિમરની કાર્યક્ષમતા સાપ્તાહિક ચકાસવામાં આવે છે (> 95% દૂર કરવાનું લક્ષ્ય).

• મેક-અપ પ્રવાહી:ટોપ-અપ માટે ફક્ત પૂર્વ-મિશ્રિત પ્રવાહી (8% સાંદ્રતા પર) નો ઉપયોગ થાય છે.

૨.૨. ડેટા સંગ્રહ અને સાધનો

• ટૂલ વેર:ટૂલમેકરના માઇક્રોસ્કોપ (મિટુટોયો TM-505) નો ઉપયોગ કરીને દરેક 25 ભાગો પછી 3-ફ્લુટ કાર્બાઇડ એન્ડ મિલ (Ø12mm) ના પ્રાથમિક કટીંગ ધાર પર ફ્લૅન્ક વેર (VBmax) માપવામાં આવ્યું. VBmax = 0.3mm પર બદલાયેલા ટૂલ્સ.

• સ્વોર્ફ વિશ્લેષણ:દરેક બેચ પછી સ્વોર્ફ એકત્રિત કરવામાં આવે છે. 3 સ્વતંત્ર ઓપરેટરો દ્વારા 1 (મુક્ત-પ્રવાહ, શુષ્ક) થી 5 (ગંઠાયેલું, ચીકણું) ના સ્કેલ પર "સ્ટીકીનેસ" રેટ કરવામાં આવે છે. સરેરાશ સ્કોર રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે. ચિપ કદ વિતરણનું સમયાંતરે વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.

• પ્રવાહી સ્થિતિ:બેક્ટેરિયાની ગણતરી (CFU/mL), ટ્રેમ્પ તેલનું પ્રમાણ (%) અને સાંદ્રતા/pH ચકાસણી માટે સ્વતંત્ર પ્રયોગશાળા દ્વારા અઠવાડિયામાં પ્રવાહીના નમૂનાઓનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે.

• મશીન ડાઉનટાઇમ:ટૂલમાં ફેરફાર, સ્વોર્ફ-સંબંધિત જામ અને પ્રવાહી જાળવણી પ્રવૃત્તિઓ માટે રેકોર્ડ કરાયેલ.

3. પરિણામો અને વિશ્લેષણ

૩.૧. ટૂલ લાઇફ એક્સટેન્શન
સ્ટ્રક્ચર્ડ મેન્ટેનન્સ પ્રોટોકોલ હેઠળ કાર્યરત ટૂલ્સ રિપ્લેસમેન્ટની જરૂર પડે તે પહેલાં સતત ઉચ્ચ ભાગોની ગણતરી સુધી પહોંચી ગયા. સરેરાશ ટૂલ લાઇફ 28% વધી (નિયંત્રણમાં 175 ભાગો/ટૂલથી પ્રોટોકોલ હેઠળ 224 ભાગો/ટૂલ). આકૃતિ 1 પ્રગતિશીલ ફ્લેન્ક વેઅર સરખામણી દર્શાવે છે.

૩.૨. સ્વોર્ફ ગુણવત્તા સુધારણા
મેનેજ્ડ પ્રોટોકોલ હેઠળ સ્વોર્ફ સ્ટીકીનેસ રેટિંગમાં નાટ્યાત્મક ઘટાડો જોવા મળ્યો, જે નિયંત્રણ માટે 4.1 (73% ઘટાડો) ની સરખામણીમાં સરેરાશ 1.8 હતો. મેનેજ્ડ ફ્લુઇડે વધુ સૂકા, વધુ દાણાદાર ચિપ્સ ઉત્પન્ન કર્યા (આકૃતિ 2), નોંધપાત્ર રીતે ખાલી કરાવવામાં સુધારો કર્યો અને મશીન જામ ઘટાડ્યો. સ્વોર્ફ સમસ્યાઓ સંબંધિત ડાઉનટાઇમ 65% ઘટ્યો.

૩.૩. પ્રવાહી સ્થિરતા
પ્રયોગશાળા વિશ્લેષણથી પ્રોટોકોલની અસરકારકતાની પુષ્ટિ થઈ:

• સંચાલિત સિસ્ટમોમાં બેક્ટેરિયાની સંખ્યા 10³ CFU/mL થી નીચે રહી, જ્યારે નિયંત્રણ અઠવાડિયા 6 સુધીમાં 10⁶ CFU/mL થી વધી ગયું.

• સંચાલિત પ્રવાહીમાં ટ્રેમ્પ તેલનું પ્રમાણ સરેરાશ <0.5% હતું, જ્યારે નિયંત્રણમાં >3% હતું.

• સંચાલિત પ્રવાહી માટે લક્ષ્ય શ્રેણીમાં સાંદ્રતા અને pH સ્થિર રહ્યા, જ્યારે નિયંત્રણમાં નોંધપાત્ર ડ્રિફ્ટ જોવા મળી (સાંદ્રતા 5% સુધી ઘટી, pH 7.8 સુધી ઘટી).

*કોષ્ટક 1: મુખ્ય પ્રદર્શન સૂચકાંકો - સંચાલિત વિરુદ્ધ નિયંત્રણ પ્રવાહી*

૪. ચર્ચા

૪.૧. મિકેનિઝમ્સ ડ્રાઇવિંગ પરિણામો
સુધારાઓ સીધા જાળવણી ક્રિયાઓથી ઉદ્ભવે છે:

• સ્થિર સાંદ્રતા અને pH:સતત લુબ્રિસિટી અને કાટ નિષેધ સુનિશ્ચિત કરે છે, જેનાથી ટૂલ્સ પર ઘર્ષક અને રાસાયણિક ઘસારો સીધો ઓછો થાય છે. સ્થિર pH ઇમલ્સિફાયરના ભંગાણને અટકાવે છે, પ્રવાહી અખંડિતતા જાળવી રાખે છે અને "ખાટા" ને અટકાવે છે જે સ્વર્ફ સંલગ્નતા વધારે છે.

• અસરકારક ગાળણ:ધાતુના બારીક કણો (સ્વાર્ફ ફાઇન) દૂર કરવાથી સાધનો અને વર્કપીસ પર ઘર્ષક ઘસારો ઓછો થયો. ઠંડક અને ચિપ ધોવા માટે ક્લીનર પ્રવાહી પણ વધુ અસરકારક રીતે વહેતું હતું.

• ટ્રેમ્પ ઓઇલ નિયંત્રણ:ટ્રેમ્પ ઓઇલ (વે લ્યુબ, હાઇડ્રોલિક ફ્લુઇડમાંથી) ઇમલ્શનને વિક્ષેપિત કરે છે, ઠંડક કાર્યક્ષમતા ઘટાડે છે અને બેક્ટેરિયા માટે ખોરાકનો સ્ત્રોત પૂરો પાડે છે. તેને દૂર કરવાથી રેન્સીડીટી અટકાવવા અને પ્રવાહી સ્થિરતા જાળવવામાં મદદ મળે છે, જે સ્વચ્છ સ્વર્ફમાં નોંધપાત્ર ફાળો આપે છે.

• બેક્ટેરિયલ દમન:સાંદ્રતા, pH જાળવી રાખવી, અને ટ્રેમ્પ ઓઇલની ભૂખથી પીડાતા બેક્ટેરિયાને દૂર કરવા, તેમાંથી ઉત્પન્ન થતા એસિડ અને લાળને અટકાવવા જે પ્રવાહીની કામગીરીને બગાડે છે, સાધનોને કાટ કરે છે અને દુર્ગંધ/ચીકણું સ્વર્ફનું કારણ બને છે.

૪.૨. મર્યાદાઓ અને વ્યવહારુ અસરો
આ અભ્યાસ નિયંત્રિત પરંતુ વાસ્તવિક ઉત્પાદન પરિસ્થિતિઓ હેઠળ ચોક્કસ પ્રવાહી (અર્ધ-કૃત્રિમ) અને એલ્યુમિનિયમ એલોય (6061-T6) પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. પરિણામો વિવિધ પ્રવાહી, એલોય અથવા મશીનિંગ પરિમાણો (દા.ત., ખૂબ જ હાઇ-સ્પીડ મશીનિંગ) સાથે સહેજ બદલાઈ શકે છે. જો કે, સાંદ્રતા નિયંત્રણ, pH મોનિટરિંગ, ગાળણક્રિયા અને ટ્રેમ્પ તેલ દૂર કરવાના મુખ્ય સિદ્ધાંતો સાર્વત્રિક રીતે લાગુ પડે છે.

• અમલીકરણ ખર્ચ:મોનિટરિંગ ટૂલ્સ (રિફ્રેક્ટોમીટર, pH મીટર), ફિલ્ટરેશન સિસ્ટમ્સ અને સ્કિમર્સમાં રોકાણની જરૂર છે.

• શ્રમ:ઓપરેટરો દ્વારા શિસ્તબદ્ધ દૈનિક તપાસ અને ગોઠવણોની જરૂર છે.

• ROI:ટૂલ લાઇફમાં 28% નો વધારો અને સ્વોર્ફ-સંબંધિત ડાઉનટાઇમમાં 65% ઘટાડો રોકાણ પર સ્પષ્ટ વળતર પૂરું પાડે છે, જે જાળવણી કાર્યક્રમ અને પ્રવાહી વ્યવસ્થાપન સાધનોના ખર્ચને સરભર કરે છે. પ્રવાહી નિકાલની આવર્તનમાં ઘટાડો (લાંબા સમ્પ લાઇફને કારણે) વધારાની બચત છે.

૫. નિષ્કર્ષ

શ્રેષ્ઠ કામગીરી માટે એલ્યુમિનિયમ CNC કટીંગ પ્રવાહી જાળવવું વૈકલ્પિક નથી; તે એક મહત્વપૂર્ણ કાર્યકારી પ્રથા છે. આ અભ્યાસ દર્શાવે છે કે દૈનિક સાંદ્રતા અને pH દેખરેખ (લક્ષ્યો: 7-9%, pH 8.5-9.2), ડ્યુઅલ-સ્ટેજ ફિલ્ટરેશન (40µm + 10µm), અને આક્રમક ટ્રેમ્પ ઓઇલ દૂર કરવા (>95%) પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરતો એક સંરચિત પ્રોટોકોલ નોંધપાત્ર, માપી શકાય તેવા લાભો પહોંચાડે છે:

1. વિસ્તૃત ટૂલ લાઇફ:સરેરાશ 28% નો વધારો, ટૂલિંગ ખર્ચમાં સીધો ઘટાડો.

2. ક્લીનર સ્વોર્ફ:સ્ટીકીનેસમાં 73% ઘટાડો, ચિપ ખાલી કરાવવામાં ભારે સુધારો અને મશીન જામ/ડાઉનટાઇમ ઘટાડવો (65% ઘટાડો).

3. સ્થિર પ્રવાહી:બેક્ટેરિયાના વિકાસને દબાવવામાં આવે છે અને પ્રવાહી મિશ્રણની અખંડિતતા જાળવી રાખવામાં આવે છે.

ફેક્ટરીઓએ શિસ્તબદ્ધ પ્રવાહી વ્યવસ્થાપન કાર્યક્રમોના અમલીકરણને પ્રાથમિકતા આપવી જોઈએ. ભવિષ્યના સંશોધનમાં આ પ્રોટોકોલ હેઠળ ચોક્કસ ઉમેરણ પેકેજોની અસર અથવા સ્વચાલિત રીઅલ-ટાઇમ પ્રવાહી દેખરેખ પ્રણાલીઓના એકીકરણની શોધખોળ કરી શકાય છે.