পাঠ 11.10প্রলেপঅধ্যায় 11 · কোটিং ও পৃষ্ঠ ফিনিশিং

থার্মাল স্প্রেয়িং (প্লাজমা, HVOF, আর্ক)

গলা ফোঁটা অংশের দিকে ছুড়ে দিলে স্তরে স্তরে জমে

থার্মাল স্প্রেয়িং আবরণের উপাদান গলিয়ে ক্ষুদ্র ফোঁটা বানায় এবং অংশের দিকে ছুড়ে দেয়। আঘাতে সেগুলো চ্যাপ্টা হয়ে জমে পুরু স্তর তৈরি করে। স্প্রে করা জিংক ইস্পাতের সেতুকে রক্ষা করে, স্প্রে করা সিরামিক জেট ইঞ্জিনের অংশকে তাপ থেকে আড়াল করে, আর স্প্রে করা ধাতু ক্ষয়ে যাওয়া শাফট নতুন করে গড়ে তোলে।

ছবি: zircotec.com, Attribution, সূত্র: Wikimedia Commons

থার্মাল স্প্রেয়িং · প্লাজমা গান, ফোঁটার স্প্ল্যাট, তিনটি তাপের উৎসওপরে কাজ করা একটি প্লাজমা গান দেখানো হয়েছে; ক্লোজ-আপে আবরণ কীভাবে গড়ে ওঠে তা দেখা যায়। বৃত্তাকার সংখ্যাগুলো নিচের ধাপের সঙ্গে মেলে।

যেভাবে কাজ করে

পৃষ্ঠ প্রস্তুত করুন। অংশটি পরিষ্কার করা হয়, যে জায়গা খালি রাখতে হবে তা মাস্ক করা হয়, এবং পৃষ্ঠ খসখসে করতে গ্রিট-ব্লাস্ট (শক্ত গ্রিটের ঝাপটা) করা হয়। খসখসে পৃষ্ঠ ফোঁটাগুলোকে আঁকড়ে ধরার জায়গা দেয়।
উপাদান গলান। গান পাউডার বা তার গলায়। প্লাজমা গান বৈদ্যুতিক আর্ক দিয়ে গ্যাসকে প্রায় 10,000 °C-এর প্লাজমায় (তড়িৎ-আহিত গ্যাস) পরিণত করে। HVOF গান (হাই-ভেলোসিটি অক্সিজেন ফুয়েল) অক্সিজেনের সঙ্গে জ্বালানি পোড়ায়, আর ওয়্যার-আর্ক গান বৈদ্যুতিক আর্ক দিয়ে দুটি ধাতব তার গলায়।
ফোঁটাগুলো ছুড়ুন। গরম গ্যাসের ঝলক গলা ফোঁটাগুলোকে সেকেন্ডে কয়েকশো মিটার বেগে অংশের গায়ে ছুড়ে মারে।
চ্যাপ্টা হয়ে জমে যায়। প্রতিটি ফোঁটা আঘাত করে পাতলা প্যানকেকের মতো চ্যাপ্টা হয়, যাকে স্প্ল্যাট বলে, এবং প্রায় সঙ্গে সঙ্গে জমে যায়। অংশটি নিজে মোটামুটি ঠান্ডা থাকে, প্রায়ই প্রায় 150 °C-এর নিচে।
স্তর গড়ুন ও ফিনিশ করুন। রোবট গানটিকে সামনে-পিছনে চালায়, ফলে স্প্ল্যাটগুলো জমে সাধারণত 0.1–1 mm পুরু আবরণ হয়। পৃষ্ঠ খসখসে হয়ে বেরোয়, তাই নিখুঁত অংশ পরে গ্রাইন্ড বা পলিশ করা হয়।

মূল তথ্য

উপাদান: ধাতু (জিংক, অ্যালুমিনিয়াম, স্টেইনলেস স্টিল, নিকেল অ্যালয়), কার্বাইড (টাংস্টেন কার্বাইড-কোবাল্ট), সিরামিক (অ্যালুমিনা, জিরকোনিয়া), কিছু প্লাস্টিক
সাধারণ অংশ: শাফট, রোল, টারবাইন ব্লেড, বয়লার টিউব, পাম্পের অংশ, ইমপ্লান্ট, সেতু
অংশের আকার: ছোট ইমপ্লান্ট থেকে পুরো সেতু ও স্টোরেজ ট্যাঙ্ক পর্যন্ত; গানটি শুধু পৃষ্ঠ পর্যন্ত পৌঁছালেই হয়
নির্ভুলতা: আবরণ প্রায় 0.05–3 mm পুরু, স্প্রে করা অবস্থায় প্রায় ±0.05 mm; গ্রাইন্ডিংয়ের পর আরও নিখুঁত
পৃষ্ঠের মান: স্প্রে করা অবস্থায় ম্যাট ও খসখসে, সূক্ষ্ম স্যান্ডপেপারের মতো; কার্বাইড গ্রাইন্ড করে আয়নার মতো করা যায়
কোন ব্যাচ আকারে মানানসই: একক মেরামত থেকে মহাকাশযান ও গাড়ির অংশের উৎপাদন পর্যন্ত
টুলিং ও মেশিনের খরচ: ফ্লেম বা আর্ক গানে কয়েক হাজার ডলার; রোবট ও বুথসহ প্লাজমা বা HVOF সেলে প্রায়ই কয়েক লক্ষ
গতি: সাধারণত ঘণ্টায় কয়েক কেজি আবরণ; একটি অংশে মিনিট থেকে ঘণ্টা

শক্তি ও সীমাবদ্ধতা

শক্তির দিক

পুরু আবরণ, কয়েক মিলিমিটার পর্যন্ত
গলে এমন প্রায় যেকোনো উপাদান: ধাতু, সিরামিক, কার্বাইড
অংশ মোটামুটি ঠান্ডা থাকে, তাই বেঁকে যায় না বা তার হিট ট্রিটমেন্ট হারায় না
ক্ষয়ে যাওয়া বা ভুল মেশিন করা অংশ নতুন করে গড়ে তোলে

সীমাবদ্ধতা

সরল দৃষ্টিরেখা: গানকে পৃষ্ঠ দেখতে পেতে হয়, তাই গভীর গর্ত কঠিন
আবরণে ছোট ছিদ্র থাকে এবং তা মিশে না গিয়ে যান্ত্রিকভাবে আঁকড়ে থাকে
স্প্রে করা অবস্থায় খসখসে; নিখুঁত অংশে গ্রাইন্ডিং লাগে
গোলমেলে, ধুলোময় ও উজ্জ্বল আলোর: বদ্ধ বুথ বা রোবট দরকার

কোথায় ব্যবহৃত হয়

মহাকাশটারবাইন ব্লেডে তাপ-প্রতিরোধী সিরামিক, ল্যান্ডিং গিয়ারে শক্ত কার্বাইড
অবকাঠামোসেতু, বায়ু টাওয়ার ও ট্যাঙ্কে মরচের বিরুদ্ধে জিংক ও অ্যালুমিনিয়াম
জ্বালানি ও বিদ্যুৎবয়লার টিউব ও পাম্পের অংশে ক্ষয়-প্রতিরোধী স্তর
কাগজ ও ইস্পাত কলবড় রোলে শক্ত কার্বাইড আবরণ
চিকিৎসাহিপ ইমপ্লান্টে ছিদ্রযুক্ত টাইটানিয়াম বা হাইড্রক্সিঅ্যাপাটাইট (হাড়ের মতো খনিজ), যাতে হাড় ভেতরে বেড়ে ওঠে
মেরামতক্ষয়ে যাওয়া শাফট, বিয়ারিং সিট ও পাম্প হাউজিং নতুন করে গড়া

কীভাবে চিনবেন

ম্যাট, সামান্য খসখসে আবরণ, প্রায়ই ধূসর, সূক্ষ্ম স্যান্ডপেপারের মতো লাগে।
আবরণের কিনারা মাস্কিংয়ের ধারালো রেখায় থেমে যায়।
বিবর্ধনে স্তরযুক্ত, প্যানকেকের মতো গঠন, ছোট ছিদ্রসহ।
শাফট বা রোলে গ্রাইন্ড করা, আয়নার মতো উজ্জ্বল কার্বাইডের ফিতে, আশপাশের ইস্পাত থেকে ভিন্ন রঙের।

তুলনা করুন

কোল্ড স্প্রে11.11কণাগুলো কঠিন অবস্থায় ছুড়ে দেয়, যা আঘাতে লেগে যায়; থার্মাল স্প্রেতে আগে গলিয়ে নেওয়া হয়।হট-ডিপ গ্যালভানাইজিং11.4পুরো অংশ ডুবিয়ে ইস্পাতে জিংকের আবরণ দেয়; স্প্রে করা জিংক বিশাল বা স্থির কাঠামোর জন্য উপযোগী।ডিরেক্টেড এনার্জি ডিপোজিশন8.7লেজার দিয়ে পাউডার গলিয়ে পুরোপুরি মিশে যাওয়া ধাতুর স্তর তৈরি করে; থার্মাল স্প্রের স্প্ল্যাট যান্ত্রিকভাবে আঁকড়ে থাকে।

দেখুন

Austchrome · HVOF গান কীভাবে ঘন, শক্ত আবরণ তৈরি করে

Curtiss-Wright Surface Technologies · কারখানার পুরো প্রক্রিয়া: মাস্কিং, গ্রিট ব্লাস্টিং, রোবট স্প্রে

MTU Aero Engines · রোবট জেট ইঞ্জিনের অংশে প্লাজমা-স্প্রে করছে

Alec Steele · কর্মশালায় ফ্লেম, আর্ক ও পাউডার স্প্রে করে দেখা

আসল ছবি দেখুন

Wikipedia: Thermal spraying — সব ধরন (প্লাজমা, HVOF, ওয়্যার আর্ক, ফ্লেম) ও ব্যবহার, ছবির লিংকসহ
Wikimedia Commons-এ ছবি খোঁজা

মনে রাখুন

থার্মাল স্প্রেয়িং উপাদান গলায়, ফোঁটাগুলো অংশের দিকে ছোড়ে এবং সেগুলোকে স্তরে স্তরে আবরণ হতে দেয়।
আবরণ পুরু (সাধারণত 0.1–1 mm) ও খসখসে, কিন্তু অংশ মোটামুটি ঠান্ডা থাকে।
প্লাজমা, HVOF ও ওয়্যার-আর্ক গানের পার্থক্য মূলত তাপ তৈরির পদ্ধতিতে।