পাঠ 6.9কাটাঅধ্যায় 6 · কাটিং ও নন-ট্র্যাডিশনাল মেশিনিং

আল্ট্রাসনিক মেশিনিং

কাঁপতে থাকা টুল ঘর্ষণকণাগুলোকে পৃষ্ঠে ঠুকে বসায়

আল্ট্রাসনিক মেশিনিং একটি আকার-দেওয়া টুলকে ঘর্ষণকণার পেস্টের মধ্য দিয়ে শক্ত, ভঙ্গুর উপাদানের বিপরীতে সেকেন্ডে প্রায় 20,000 বার কাঁপায়। প্রতিটি আঘাতে অণুবীক্ষণিক টুকরো খসে পড়ে, ফলে টুলের আকার ধীরে ধীরে কাচ বা সিরামিকে ডুবে যায়, ফাটল না ধরিয়ে। ড্রিল যে কাচ ও সিরামিক চুরমার করে দিত, তাতে এটি চৌকো, তারা-আকৃতির ও স্লট-আকৃতির গর্ত বানায়।

ছবি: Public domain, সূত্র: Wikimedia Commons

আল্ট্রাসনিক মেশিনিং · মেশিন এবং টুলের ডগার ক্লোজ-আপবৃত্তাকার সংখ্যাগুলো নিচের ধাপের সঙ্গে মেলে; ডানের ক্লোজ-আপে টুলের ডগা বড় করে দেখানো হয়েছে।

যেভাবে কাজ করে

সংকেত তৈরি করুন। একটি জেনারেটর সাধারণত 18–40 kHz-এর (প্রতি সেকেন্ডে হাজার চক্র) বৈদ্যুতিক সংকেত তৈরি করে, যা মানুষের শোনার সীমার ঠিক ওপরে।
কম্পনে রূপান্তর করুন। একটি পিজোইলেকট্রিক ট্রান্সডিউসার (ভোল্টেজের সঙ্গে বাড়া-কমা ক্রিস্টালের স্তূপ) সংকেতকে যান্ত্রিক কম্পনে রূপান্তর করে।
বাড়িয়ে নিন। হর্ন বা সোনোট্রোড (সরু হয়ে যাওয়া ধাতব দণ্ড) গতিকে টুলের ডগায় এক মিলিমিটারের কয়েক শতাংশ পর্যন্ত বাড়িয়ে দেয়।
স্লারি দিন। টুল ও অংশের মাঝ দিয়ে স্লারি (বোরন কার্বাইড, সিলিকন কার্বাইড বা অ্যালুমিনার মতো ঘর্ষণকণা মেশানো জল) বয়ে যায়।
টুকরো খসান। টুলের প্রতিটি আঘাত কণাগুলোকে পৃষ্ঠে ঠেলে দেয়। ভঙ্গুর উপাদান অণুবীক্ষণিক টুকরো হয়ে ফেটে খসে পড়ে; টুল নিজে কখনো সরাসরি কাটে না।
এগিয়ে দিন ও নকল করুন। হালকা, স্থির বল টুলকে নিচে ঠেলে, ফলে এর হুবহু উল্টো আকার অংশে ডুবে যায়। নতুন স্লারি ধ্বংসাবশেষ বয়ে নিয়ে যায়।

মূল তথ্য

উপাদান: শক্ত, ভঙ্গুর উপাদান: কাচ, কোয়ার্টজ, নীলকান্তমণি, অ্যালুমিনা ও জিরকোনিয়া সিরামিক, সিলিকন কার্বাইড, ফেরাইট, কার্বাইড। নরম, নমনীয় ধাতুতে দুর্বল।
সাধারণ অংশ: ভঙ্গুর অংশে গোল ও বিচিত্র আকারের গর্ত, স্লট, অগভীর গহ্বর ও খোদাই
অংশের আকার: প্রায় 0.1 mm থেকে কয়েক দশ মিলিমিটার পর্যন্ত বৈশিষ্ট্য; টুলের মুখ সাধারণত ছোট
নির্ভুলতা: সাধারণত মিলিমিটারের কয়েক শতাংশ
পৃষ্ঠের মান: সূক্ষ্ম ও ম্যাট, তাপের ক্ষতি বা বার নেই; সূক্ষ্মতর গ্রিটে মসৃণতর, প্রায়ই Ra (পৃষ্ঠের উঁচু-নিচুর গড় উচ্চতা) 1 µm-এর নিচে
কোন ব্যাচ আকারে মানানসই: প্রোটোটাইপ থেকে বড় সিরিজ পর্যন্ত (একটি অংশ থেকে 100,000 বা তার বেশি)
টুলিং ও মেশিনের খরচ: টুল সরল ও নরম (প্রায়ই কম-কার্বন ইস্পাত) কিন্তু দ্রুত ক্ষয়ে; মেশিন কয়েক দশ হাজার ডলার থেকে, CNC রোটারি সংস্করণে আরও বেশি
গতি: ধীর: টুল সাধারণত প্রতি মিনিটে মিলিমিটারের ভগ্নাংশ থেকে প্রায় এক মিলিমিটার এগোয়

শক্তি ও সীমাবদ্ধতা

শক্তির দিক

কাচ, সিরামিক ও রত্নপাথর না ফাটিয়ে কাটে
যেকোনো গর্তের আকার, শুধু গোল নয়
তাপ নেই, রাসায়নিক পরিবর্তন নেই, বার নেই
EDM ও ECM-এর বিপরীতে বৈদ্যুতিক অন্তরকেও কাজ করে

সীমাবদ্ধতা

ধীর, বিশেষ করে গভীর গর্তে
টুল ক্ষয়ে যায় এবং বদলাতে বা নতুন আকার দিতে হয়
নরম, নমনীয় ধাতুতে দুর্বল, যা টুকরো না হয়ে টোল খায়
গভীর গর্ত সরু হয়ে যায়, আর স্লারি তলায় পৌঁছাতে হিমশিম খায়

কোথায় ব্যবহৃত হয়

ইলেকট্রনিক্সসিরামিক সাবস্ট্রেট, ফেরাইট ও কোয়ার্টজ অংশে গর্ত ও স্লট
অপটিকসকাচ, কোয়ার্টজ ও নীলকান্তমণির জানালায় আকার-দেওয়া গর্ত
মহাকাশটেকনিক্যাল সিরামিক ও সিরামিক কম্পোজিটে বৈশিষ্ট্য
ঘড়ি ও গয়না তৈরিরত্নপাথর ও নীলকান্তমণির অংশ ড্রিল করা
গবেষণাগারবৈজ্ঞানিক যন্ত্রের কাচ ও কোয়ার্টজ অংশ

কীভাবে চিনবেন

কাচ বা সিরামিকে কাটা অ-গোল গর্ত (চৌকো, তারা, স্লট)।
গর্তের দেয়ালে সূক্ষ্ম, ঝাপসা ম্যাট টেক্সচার, তাপের কোনো দাগ নেই।
গভীর গর্তে সামান্য সরু হয়ে যাওয়া, আর বেরোনোর কিনারায় ক্ষুদ্র টুকরো খসার দাগ।

তুলনা করুন

সিঙ্কার EDM6.6এটিও আকার-দেওয়া টুলের প্রতিলিপি অংশে বসায়, কিন্তু স্ফুলিঙ্গ দিয়ে, তাই শুধু পরিবাহী উপাদানে চলে।ওয়াটারজেট কাটিং6.4এটিও ঘর্ষণকণা ব্যবহার করে, কিন্তু একটি জেট সেগুলো বয়ে নেয়, তাই অন্ধ গহ্বর নয়, এপার-ওপার প্রোফাইল কাটে।গ্রাইন্ডিং5.7এটিও ঘর্ষক, কিন্তু কণাগুলো আলগা করে ঠুকে নয়, ঘুরন্ত চাকায় বাঁধা থাকে।

দেখুন

ADTW Study · কাঁপা টুল, স্লারি ও গহ্বরের অ্যানিমেশন

Innovative learning of Engineering By MuthuKumar · ট্রান্সডিউসার, হর্ন, টুল ও স্লারি সরবরাহের ব্যাখ্যা

Berkness Company · একটি মেশিনিং কারখানার আসল ফুটেজ

DMG MORI · আধুনিক রোটারি রূপ: ঘুরন্ত ডায়মন্ড টুল, যা কাঁপেও

আসল ছবি দেখুন

Wikipedia: Ultrasonic machining — নীতি, কম্পাঙ্ক, ঘর্ষক ও বিভিন্ন রূপ (বেশির ভাগ লেখা)
Wikimedia Commons-এ ছবি খোঁজা

মনে রাখুন

সেকেন্ডে প্রায় 20,000 বার কাঁপা একটি টুল ঘর্ষণকণা ঠুকে ভঙ্গুর উপাদানকে টুকরো করে খসায়।
কাচ, সিরামিক ও রত্নে আকার-দেওয়া গর্তের পদ্ধতি, যা ড্রিল ও স্ফুলিঙ্গ সামলাতে পারে না।
কাচ বা সিরামিকে ঝাপসা দেয়ালসহ বিচিত্র আকারের গর্ত খুঁজুন।