પાતળા શીટ એલ્યુમિનિયમ માટે ચુંબકીય વિરુદ્ધ વાયુયુક્ત વર્કહોલ્ડિંગ

પાતળા શીટ એલ્યુમિનિયમ માટે ચુંબકીય વિરુદ્ધ વાયુયુક્ત વર્કહોલ્ડિંગ

લેખક: પીએફટી, શેનઝેન

સારાંશ

પાતળા શીટ એલ્યુમિનિયમ (<3mm) ની ચોકસાઇ મશીનિંગમાં નોંધપાત્ર વર્કહોલ્ડિંગ પડકારોનો સામનો કરવો પડે છે. આ અભ્યાસ નિયંત્રિત CNC મિલિંગ પરિસ્થિતિઓ હેઠળ ચુંબકીય અને ન્યુમેટિક ક્લેમ્પિંગ સિસ્ટમ્સની તુલના કરે છે. પરીક્ષણ પરિમાણોમાં ક્લેમ્પિંગ ફોર્સ સુસંગતતા, થર્મલ સ્થિરતા (20°C–80°C), વાઇબ્રેશન ડેમ્પિંગ અને સપાટી વિકૃતિનો સમાવેશ થાય છે. ન્યુમેટિક વેક્યુમ ચક 0.8mm શીટ્સ માટે 0.02mm ફ્લેટનેસ જાળવી રાખે છે પરંતુ અખંડ સીલિંગ સપાટીઓની જરૂર પડે છે. ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ચક 5-અક્ષ ઍક્સેસને સક્ષમ કરે છે અને સેટઅપ સમય 60% ઘટાડે છે, છતાં પ્રેરિત એડી કરંટને કારણે 15,000 RPM પર 45°C થી વધુ સ્થાનિક ગરમી થાય છે. પરિણામો સૂચવે છે કે વેક્યુમ સિસ્ટમ્સ 0.5mm થી વધુ શીટ્સ માટે સપાટી ફિનિશને ઑપ્ટિમાઇઝ કરે છે, જ્યારે ચુંબકીય ઉકેલો ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ માટે સુગમતામાં સુધારો કરે છે. મર્યાદાઓમાં પરીક્ષણ ન કરાયેલ હાઇબ્રિડ અભિગમો અને એડહેસિવ-આધારિત વિકલ્પોનો સમાવેશ થાય છે.

૧ પરિચય

પાતળી એલ્યુમિનિયમ શીટ્સ એરોસ્પેસ (ફ્યુઝલેજ સ્કિન) થી ઇલેક્ટ્રોનિક્સ (હીટ સિંક ફેબ્રિકેશન) સુધીના ઉદ્યોગોને પાવર આપે છે. છતાં 2025 ના ઉદ્યોગ સર્વેક્ષણો દર્શાવે છે કે 42% ચોકસાઇ ખામીઓ મશીનિંગ દરમિયાન વર્કપીસની હિલચાલથી ઉદ્ભવે છે. પરંપરાગત યાંત્રિક ક્લેમ્પ્સ ઘણીવાર 1 મીમીથી ઓછી શીટ્સને વિકૃત કરે છે, જ્યારે ટેપ-આધારિત પદ્ધતિઓમાં કઠોરતાનો અભાવ હોય છે. આ અભ્યાસ બે અદ્યતન ઉકેલોનું પ્રમાણ નક્કી કરે છે: ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ચક જે રિમેનન્સ કંટ્રોલ ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે અને મલ્ટી-ઝોન વેક્યુમ કંટ્રોલ સાથે ન્યુમેટિક સિસ્ટમ્સ.

૨ પદ્ધતિ

૨.૧ પ્રાયોગિક ડિઝાઇન

• સામગ્રી: 6061-T6 એલ્યુમિનિયમ શીટ્સ (0.5mm/0.8mm/1.2mm)

• સાધનો:

  • ચુંબકીય: GROB 4-અક્ષ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ચક (0.8T ક્ષેત્ર તીવ્રતા)

  • વાયુયુક્ત: 36-ઝોન મેનીફોલ્ડ સાથે SCHUNK વેક્યુમ પ્લેટ

• પરીક્ષણ: સપાટી સપાટતા (લેસર ઇન્ટરફેરોમીટર), થર્મલ ઇમેજિંગ (FLIR T540), કંપન વિશ્લેષણ (3-અક્ષ એક્સીલેરોમીટર)

૨.૨ ટેસ્ટ પ્રોટોકોલ

1. સ્થિર સ્થિરતા: 5N લેટરલ ફોર્સ હેઠળ ડિફ્લેક્શન માપો

2. થર્મલ સાયકલિંગ: સ્લોટ મિલિંગ દરમિયાન તાપમાનના ગ્રેડિયન્ટ્સ રેકોર્ડ કરો (Ø6mm એન્ડ મિલ, 12,000 RPM)

3. ગતિશીલ કઠોરતા: રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સીઝ (500–3000 Hz) પર કંપન કંપનવિસ્તારનું પ્રમાણ નક્કી કરો.

૩ પરિણામો અને વિશ્લેષણ

૩.૧ ક્લેમ્પિંગ કામગીરી

આકૃતિ 1: વેક્યુમ સિસ્ટમ્સે ફેસ મિલિંગ દરમિયાન <5μm સપાટીની વિવિધતા જાળવી રાખી હતી, જ્યારે ચુંબકીય ક્લેમ્પિંગે થર્મલ વિસ્તરણને કારણે 0.12mm ધાર લિફ્ટ દર્શાવી હતી.

૩.૨ કંપન લાક્ષણિકતાઓ

ન્યુમેટિક ચક્સે 2,200Hz પર 15dB દ્વારા હાર્મોનિક્સને એટેન્યુએટ કર્યું - જે ફાઇન-ફિનિશિંગ કામગીરી માટે મહત્વપૂર્ણ છે. ટૂલ એંગેજમેન્ટ ફ્રીક્વન્સીઝ પર મેગ્નેટિક વર્કહોલ્ડિંગ 40% વધુ કંપનવિસ્તાર દર્શાવે છે.

૪ ચર્ચા

૪.૧ ટેકનોલોજી ટ્રેડઓફ્સ

• વાયુયુક્ત લાભ: શ્રેષ્ઠ થર્મલ સ્થિરતા અને વાઇબ્રેશન ડેમ્પિંગ ઓપ્ટિકલ કમ્પોનન્ટ બેઝ જેવા ઉચ્ચ-સહનશીલતા એપ્લિકેશનોને અનુરૂપ છે.

• મેગ્નેટિક એજ: ઝડપી પુનઃરૂપરેખાંકન વિવિધ બેચ કદને સંભાળતા જોબ-શોપ વાતાવરણને સપોર્ટ કરે છે.

મર્યાદા: પરીક્ષણોમાં છિદ્રિત અથવા તેલયુક્ત શીટ્સને બાકાત રાખવામાં આવી હતી જ્યાં વેક્યૂમ કાર્યક્ષમતા 70% થી વધુ ઘટી જાય છે. હાઇબ્રિડ સોલ્યુશન્સ ભવિષ્યના અભ્યાસની જરૂર છે.

૫ નિષ્કર્ષ

પાતળા એલ્યુમિનિયમ શીટ મશીનિંગ માટે:

1. વાયુયુક્ત વર્કહોલ્ડિંગ 0.5 મીમીથી વધુ જાડાઈ અને બિન-તડાતી સપાટીઓ માટે ઉચ્ચ ચોકસાઇ પ્રદાન કરે છે.

2. ચુંબકીય પ્રણાલીઓ કાપવાનો સમય 60% ઘટાડે છે પરંતુ થર્મલ મેનેજમેન્ટ માટે શીતક વ્યૂહરચનાઓની જરૂર પડે છે.

3. શ્રેષ્ઠ પસંદગી થ્રુપુટ જરૂરિયાતો વિરુદ્ધ સહિષ્ણુતા જરૂરિયાતો પર આધાર રાખે છે.

ભવિષ્યના સંશોધનમાં અનુકૂલનશીલ હાઇબ્રિડ ક્લેમ્પ્સ અને ઓછી હસ્તક્ષેપ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ ડિઝાઇનનું અન્વેષણ કરવું જોઈએ.