تھرمو پلاسٹک کاربن فائبر لیمینیٹ کو مستقبل میں الٹرا فاسٹ فیڈ کے طریقوں سے ڈرل کیا جا سکتا ہے۔
ایرو اسپیس اور آٹوموٹو مینوفیکچرنگ دو ایسی صنعتیں ہیں جو صنعتی صلاحیتوں اور جدید صنعتی شعبوں میں سپلائی چین کی مکمل عکاسی کرتی ہیں، جس میں بے شمار ٹیکنالوجیز اور مواد شامل ہیں۔ کاربن فائبر اور جامع مواد اس وقت صنعتی پیداوار میں ایک بہت ہی مقبول نئی قسم کا مواد ہیں، جو اپنی شاندار میکانی خصوصیات کی وجہ سے سازگار ایپلی کیشنز حاصل کر رہے ہیں۔ عملی ایپلی کیشنز میں، کاربن فائبر ایک کمک مواد کے طور پر کام کرتا ہے جسے مختلف میٹرکس مواد کے ساتھ ملایا جا سکتا ہے، جس سے اسے صنعتی اجزاء کی مختلف شکلوں میں پروسیس کیا جا سکتا ہے، جن میں سے کچھ کو ایرو اسپیس اور آٹوموٹو مینوفیکچرنگ کے شعبوں میں لاگو کیا جا سکتا ہے۔
فی الحال، مرکزی دھارے میں شامل تھرموسیٹنگ کاربن فائبر، نیز مستقبل میں زیادہ فائدہ مند تھرمو پلاسٹک کاربن فائبر، کو اعلیٰ کارکردگی والے جامع مواد سمجھا جاتا ہے جن سے آگے نکلنا مشکل ہے۔ تاہم، ان کاربن فائبر مرکبات کو تیار شدہ مصنوعات میں پروسیسنگ میں کچھ چیلنجز درپیش ہیں، جن میں مختلف آلات اور مشینری کے ہم آہنگی کی ضرورت ہوتی ہے۔ بنیادی آپریشن جیسے ڈرلنگ، کاٹنا، اور کھوکھلا کرنا ضروری ہے۔ پھر بھی، کسی کو پروسیسنگ کے ان بنیادی اقدامات کو کم نہیں سمجھنا چاہیے، کیونکہ مشینی آپریشنز کاربن فائبر مصنوعات کی کارکردگی سے بھی اہم طور پر جڑے ہوئے ہیں۔ یہ مضمون الٹرا فاسٹ فیڈ ڈرلنگ کے طریقہ کار کو متعارف کرانے کے لیے بین الاقوامی علمی ادب کا حوالہ دیتا ہے اور اس کا موازنہ دو دیگر پروسیسنگ طریقوں سے کرتا ہے: الٹراسونک وائبریشن اور ابریسیو واٹر جیٹ کٹنگ۔
تھرمو پلاسٹک کاربن فائبر (CF/PA6) لیمینیٹ کے لیے تین سوراخ کرنے کے طریقے
1. الٹرا فاسٹ فیڈ ڈرلنگ (UFFD): گرمی اور رگڑ کی گرمی کو کاٹنے سے تھرمو پلاسٹک میٹرکس پگھل سکتا ہے، جس سے ڈرلنگ کی کارکردگی اور نتائج متاثر ہوتے ہیں۔ الٹرا فاسٹ فیڈ ڈرلنگ کے طریقہ کار کے حقیقی اثرات کا مطالعہ کرنے کے لیے، تھرمو پلاسٹک کاربن فائبر لیمینیٹ کو فکس کیا گیا ہے، اور پیمائش کے لیے تین اجزاء والے ڈائنومیٹر کا استعمال کرتے ہوئے، 3000، 5000، اور 7000 ملی میٹر فی منٹ فیڈ کی رفتار منتخب کی گئی ہے۔
2. الٹراسونک وائبریشن ڈرلنگ (UVD): ایک پیزو الیکٹرک کرسٹل آسکیلیٹر 70 kHz کی مستقل فریکوئنسی فراہم کرنے کے لیے آلات پر نصب کیا جاتا ہے، جس سے تھرمو پلاسٹک کاربن فائبر لیمینیٹ میں سوراخ کرتے وقت الٹراسونک وائبریشن کے حقیقی اثرات کا مشاہدہ کیا جا سکتا ہے۔
3. ابراسیو واٹر جیٹ ڈرلنگ (AWJ): کھرچنے والی واٹر جیٹ مشینی فی الحال تھرموسیٹنگ کاربن فائبر مصنوعات کو کاٹنے کے لئے مرکزی دھارے کا طریقہ ہے۔ واٹر جیٹ کی رفتار کو ایک سرکلر شکل میں ڈیزائن کیا گیا ہے، اور تھرمو پلاسٹک کاربن فائبر لیمینیٹ میں ڈرل کرنے کے لیے پانی کا ایک خاص دباؤ لگایا جاتا ہے، جس کے حقیقی اثرات دیکھے جاتے ہیں۔
الٹرا فاسٹ فیڈ ڈرلنگ کے اصل اثرات کا مظاہرہ
1. ڈرلنگ کے اثرات کا موازنہ: 3000 ملی میٹر/منٹ کی فیڈ رفتار کا 50 ملی میٹر/منٹ کی کم فیڈ رفتار کے ساتھ موازنہ کرتے وقت، سابقہ زیادہ تیزی سے کٹنگ مکمل کرتا ہے، صرف تھوڑی مقدار میں چپس نکالتا ہے، اور ڈرل شدہ سوراخ کے قریب کوئی گڑبڑ نہیں چھوڑتا ہے۔ اس کے برعکس، بعد میں نمایاں خرابی ظاہر ہوتی ہے جب ڈرل بٹ سامنے کے ٹکڑے میں گھس جاتا ہے، جس میں بڑی مقدار میں چپ کی باقیات اور سوراخ کے ارد گرد تاج نما گڑھے ہوتے ہیں۔ 3000 ملی میٹر/منٹ پر چوٹی کا زور 50 ملی میٹر/منٹ سے چھ گنا ہے، تقریباً 22N تک پہنچ جاتا ہے، جبکہ ڈرلنگ کا وقت بعد کے وقت کا صرف 1/60 ہے، جس سے ڈرلنگ کی کارکردگی میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے اور ڈرلنگ کے معیار میں بہتری آتی ہے۔
2. Delamination اور Burr کی صورتحال: 3D ماپنے والے خوردبین کا استعمال کرتے ہوئے مشاہدات سے پتہ چلتا ہے کہ ڈرلنگ کے داخلی راستے کے سلسلے میں ڈیلامینیشن اور burrs واقع ہوتے ہیں، 20 μm تقسیم کرنے والی لائن کے طور پر کام کرتے ہیں۔ جب فیڈ کی رفتار 3000 ملی میٹر/منٹ ہوتی ہے، تو سپنڈل کی رفتار سے قطع نظر کوئی ڈیلامینیشن نہیں دیکھا جاتا۔ تاہم، جب فیڈ کی رفتار 3000 ملی میٹر/منٹ سے زیادہ ہو جاتی ہے اور سپنڈل کی رفتار 20,000 منٹ⁻¹ سے زیادہ ہو جاتی ہے، تو فیڈ کی شرح میں اضافے کے ساتھ ڈیلامینیشن کا حجم بڑھ جاتا ہے۔ یہ اعلی فیڈ کی رفتار پر پیدا ہونے والے زیادہ زور سے منسوب ہے۔
مزید برآں، جیسے جیسے سپنڈل کی رفتار بڑھتی ہے، ظاہر ہونے والے burrs کا حجم کم ہوتا جاتا ہے۔ متعدد تجربات کے ذریعے، یہ پایا گیا کہ 3000 ملی میٹر فی منٹ کی فیڈ کی رفتار اور 20,000 منٹ⁻¹ کی اسپنڈل کی رفتار پر، ایک چھوٹا سا burr حجم برقرار رکھنے کے ساتھ ساتھ ڈیلامینیشن کا کوئی مسئلہ نہیں ہے۔ مجموعی طور پر، اس کے نتیجے میں ڈرلنگ کی بہتر کارکردگی ہوتی ہے۔
3. ڈرلنگ کے دیگر دو طریقوں سے موازنہ کریں۔: ڈرلنگ کے اثرات کا بہتر موازنہ کرنے کے لیے، تجربے میں ڈرلنگ کے ہر طریقہ کی خوردبین تصاویر دیکھی گئیں۔ الٹرا فاسٹ فیڈ ڈرلنگ (UFFD) میں، کاربن فائبر کی ہر تہہ سوراخ کی دیوار پر واضح طور پر نظر آتی ہے، جب کہ الٹراسونک وائبریشن ڈرلنگ (UVD) اور ابریسیو واٹر جیٹ ڈرلنگ (AWJ) میں، سوراخ کی دیواریں پگھلے ہوئے میٹرکس سے ڈھکی ہوتی ہیں۔ ، جس کے نتیجے میں سطح زیادہ دھندلی ہو جاتی ہے۔ جب خوردبین تصاویر کو بڑھایا جاتا ہے، تو AWJ سوراخ کی دیواریں نایلان ریشوں کا نمایاں پھیلاؤ دکھاتی ہیں، جبکہ UFFD کے سوراخوں کے کنارے بہتر معیار کی نمائش کرتے ہیں۔ سوراخ کی سطح کے معیار، شکل کی درستگی، اور پروسیسنگ کے وقت کے موازنے کی بنیاد پر، الٹرا فاسٹ فیڈ ڈرلنگ (UFFD) تھرمو پلاسٹک کاربن فائبر لیمینیٹ کے لیے ڈرلنگ کا زیادہ امید افزا طریقہ ثابت ہوتا ہے۔
تھرمو پلاسٹک کاربن فائبر پینلز میں سوراخ کرنا ایک بنیادی پروسیسنگ طریقہ ہے، جو دوسرے صنعتی اجزاء کے ساتھ مستحکم کنکشن کو فعال کرتا ہے اور ان کی تجارتی قدر کو بڑھاتا ہے۔ فی الحال، تھرموپلاسٹک کاربن فائبر مرکبات کا وسیع پیمانے پر استعمال ابھی بھی اپنے ابتدائی مراحل میں ہے، اور یک طرفہ تھرمو پلاسٹک کاربن فائبر مرکبات کی تیاری اہم چیلنجوں کا سامنا کرتی ہے، جو ان مواد کے استعمال کو شروع سے ہی محدود کرتی ہے۔ چین میں ان چند کمپنیوں میں سے ایک کے طور پر جو آزادانہ طور پر مسلسل کاربن فائبر تھرمو پلاسٹک کمپوزٹ یون ڈائریکشنل ٹیپ تیار کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے، زشیانگ نیو میٹریلز کا خیال ہے کہ تھرمو پلاسٹک کاربن ریشوں کی ترقی کا آغاز بنیادی سطح سے ہونا چاہیے، اور تکنیکی ترقی موجودہ مسائل کو حل کرنے کے لیے بنیادی شرط ہے۔
