क्या इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग जटिल आंतरिक संरचनाओं के लिए उपयुक्त है?

उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग के पीछे मुख्य विचार एक लेवलिंग उपकरण है जो किसी भी चीज़ को नहीं छूता है।
एनोडिक विघटन ही इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग का काम करता है। इसकी सफलता की कुंजी वर्तमान घनत्व वितरण में अंतर है। एनोड के रूप में, वर्कपीस इलेक्ट्रोलाइट में डूबा हुआ है। सतह पर सूक्ष्म उभार पहले घुलते हैं क्योंकि धारा घनत्व अधिक होता है, जबकि अवसाद अधिक धीरे-धीरे घुलते हैं क्योंकि धारा घनत्व कम होता है। इस प्रक्रिया के पीछे "म्यूकोसल सिद्धांत" मुख्य विचार है। इसमें कहा गया है कि इलेक्ट्रोलाइट में फॉस्फेट आयन घुले हुए धातु आयनों के साथ एक मोटी फॉस्फेट फिल्म बनाते हैं। फिल्म उभारों पर पतली होती है और तेजी से घुलती है, और यह अवसाद में मोटी होती है और अधिक धीरे-धीरे घुलती है। म्यूकोसा की गतिशील गति सतह के सूक्ष्म खुरदरेपन को समतल करती रहती है, जो अंततः इसे दर्पण की तरह चिकना बना देती है।
उदाहरण के लिए, 316L स्टेनलेस स्टील कार्डियोवस्कुलर स्टेंट की आंतरिक जाल संरचना केवल 0.1 मिमी चौड़ी है, और पारंपरिक यांत्रिक पॉलिशिंग से जाल आसानी से टूट या विकृत हो सकता है। इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग वर्तमान घनत्व (15-50A/dm²) और इलेक्ट्रोलाइट तापमान (60-70 डिग्री) को बहुत सावधानी से नियंत्रित करके आंतरिक जाल की सतह को कम खुरदरा बना सकती है। यह स्टेंट के आकार को बदले बिना खुरदरापन को Ra3.2 μm से Ra0.05 μm या उससे कम कर सकता है। यह यांत्रिक प्रसंस्करण के कारण होने वाले किसी भी अवशिष्ट तनाव से भी छुटकारा दिलाता है, जिससे स्टेंट लंबे समय तक चलता है और शरीर के साथ अधिक अनुकूल हो जाता है।
2, जटिल आंतरिक संरचनाओं के प्रसंस्करण के तीन मुख्य तकनीकी लाभ
1. बिना किसी अंतराल के वैश्विक कवरेज
इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग उन जगहों पर काम कर सकती है जहां पर्याप्त जगह नहीं है क्योंकि यह किसी भी चीज़ को नहीं छूती है। सेमीकंडक्टर उद्योग में उपयोग किए जाने वाले प्लाज्मा नक़्क़ाशी प्रतिक्रिया कक्ष में हजारों माइक्रोप्रोर्स होते हैं जो 0.5 मिमी व्यास और लंबे चैनल होते हैं जो 500 मिमी तक लंबे होते हैं। पारंपरिक यांत्रिक पॉलिशिंग करने के लिए, आपको गुहाओं को अलग करना होगा और प्रत्येक भाग पर काम करने के लिए विशेष उपकरण का उपयोग करना होगा। इसमें बहुत समय लगता है और गंदा होना भी आसान है। एक परिसंचारी इलेक्ट्रोलाइट प्रणाली के साथ, इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग की जा सकती है। इससे करंट समान रूप से सभी माइक्रोस्ट्रक्चर सतहों तक पहुंच जाता है और एक ही समय में उन सभी को पॉलिश कर देता है। एक अर्धचालक उपकरण निर्माता ने व्यावहारिक डेटा प्रदान किया है जिसमें दिखाया गया है कि इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग प्रतिक्रिया कक्ष के अंदर की सतह की खुरदरापन को Ra1.6 μm से Ra0.02 μm तक कम कर सकती है। यह धातु के कणों की संख्या को 5 प्रति वर्ग सेंटीमीटर से भी कम कर सकता है, जो 5 एनएम प्रक्रिया चिप्स के लिए स्वच्छता मानकों को पूरा करता है।
2. सूक्ष्म दोषों को ठीक करना और चीजों को बेहतर ढंग से कार्यान्वित करना
उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, जटिल आंतरिक संरचनाओं में माइक्रोक्रैक और सरंध्रता जैसी समस्याएं होने की संभावना है। इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग चयनात्मक विघटन प्रक्रिया के माध्यम से दोषपूर्ण क्षेत्रों से सामग्री को अधिमानतः समाप्त कर सकती है। उदाहरण के लिए, टाइटेनियम मिश्र धातु विमानन फास्टनरों में गर्म आइसोस्टैटिक दबाव (एचआईपी) उपचार के बाद भी आंतरिक धागे में 0.01-0.05 मिमी के सूक्ष्म छेद होते हैं। इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग माइक्रोप्रोर्स के किनारों पर सामग्री को उत्तरोत्तर घोलने के लिए वर्तमान घनत्व (20-30A/dm ²) को समायोजित करते हुए धागों की सतह को चिकना बनाती है, जो छिद्रों को बंद करने में मदद करती है। संसाधित होने के बाद, फास्टनरों की थकान शक्ति 35% बढ़ गई, और उनका संक्षारण प्रतिरोध एएसटीएम जी48 मानक ग्रेड ए के अनुरूप हो गया।
3. समूह प्रसंस्करण और लागत में कटौती
बड़ी संख्या में जटिल टुकड़ों को चमकाने के लिए इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग कहीं अधिक कुशल तरीका है। उदाहरण के लिए, कार के ईंधन इंजेक्शन सिस्टम में ईंधन इंजेक्टर के अंदर 0.2 मिमी व्यास के दर्जनों इंजेक्शन छेद और जटिल प्रवाह पथ होते हैं। पारंपरिक यांत्रिक पॉलिशिंग का उपयोग करके धातु के एक टुकड़े को पॉलिश करने में 2 घंटे से अधिक समय लगता है, और इसे कई बार क्लैंप और पोजीशन करने की आवश्यकता होती है। इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग में विशेष उपकरण का उपयोग होता है और एक बार में 50 से 100 गैसोलीन इंजेक्टरों को पॉलिश किया जा सकता है। इससे किसी एक आइटम के प्रसंस्करण का समय 8 मिनट तक कम हो जाता है और यह सुनिश्चित हो जाता है कि यांत्रिक पॉलिशिंग के विपरीत, सतह का खुरदरापन हर बार समान हो। कार के पुर्जे बनाने वाली एक निश्चित कंपनी के आंकड़ों के अनुसार, इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग ने ईंधन इंजेक्टरों की उपज दर को 82% से बढ़ाकर 98% कर दिया है, जिससे कंपनी को प्रति वर्ष पुनर्कार्य व्यय में 2 मिलियन युआन से अधिक की बचत होती है।
3, उद्योग से उदाहरण और डेटा जो इसका समर्थन करते हैं
1. चिकित्सा उपकरणों का क्षेत्र: आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण को अधिक जैव-संगत बनाना
कृत्रिम संयुक्त कृत्रिम अंग की आंतरिक सरंध्रता संरचना को बैक्टीरिया के आसंजन को रोकते हुए ऑस्टियोसाइट्स की प्रसार आवश्यकताओं को पूरा करना चाहिए। मिश्रित इलेक्ट्रोलाइट (65-75% फॉस्फोरिक एसिड और 10-15% सल्फ्यूरिक एसिड) में फॉस्फोरिक एसिड और सल्फ्यूरिक एसिड की मात्रा को सावधानीपूर्वक समायोजित करके, इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग एक पैसिवेशन फिल्म बना सकती है जो छिद्रपूर्ण सतहों पर समान रूप से मोटी होती है। एक बहुराष्ट्रीय चिकित्सा कंपनी के प्रायोगिक डेटा से पता चलता है कि इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग से टाइटेनियम मिश्र धातु कूल्हे के जोड़ के कृत्रिम अंग चिकने हो जाते हैं, आंतरिक छिद्र Ra2.5 μm से Ra0.3 μm तक चले जाते हैं, बैक्टीरिया के आसंजन में 92% की कमी होती है, और पोस्टऑपरेटिव संक्रमण दर में 1.2% से 0.15% की कमी आती है।
2. एयरोस्पेस क्षेत्र: टरबाइन ब्लेड के ताप प्रतिरोध में सुधार
विमान इंजन टरबाइन ब्लेड का आंतरिक कूलिंग चैनल व्यास केवल 0.8 मिमी है, और पारंपरिक यांत्रिक पॉलिशिंग आसानी से चैनल के आकार को बदल सकती है, जिससे कूलिंग कम प्रभावी हो जाती है। इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग चैनल के आकार को बढ़ाए बिना सतह को चिकना बनाने के लिए पल्स करंट तकनीक (30% कर्तव्य चक्र, आवृत्ति 1kHz) का उपयोग करती है। यह Ra1.6 μm से Ra0.1 μm तक जा सकता है। एक निश्चित विमान इंजन निर्माता द्वारा किए गए परीक्षण से पता चला कि उपचारित ब्लेड के आंतरिक शीतलन चैनलों का ताप हस्तांतरण गुणांक 1200 डिग्री के उच्च तापमान पर 18% बढ़ गया। इंजन की समग्र दक्षता 2.3% बढ़ गई।
4, प्रौद्योगिकी में समस्याएँ और समाधान
जब जटिल आंतरिक संरचनाओं के साथ काम करने की बात आती है तो इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग के बहुत सारे फायदे हैं, लेकिन इससे निपटने के लिए अभी भी दो बड़ी समस्याएं हैं:
इलेक्ट्रोलाइट की एकरूपता को नियंत्रित करना: गहरे अंधे छेद जैसी संरचनाएं इलेक्ट्रोलाइट प्रवाह को खराब कर सकती हैं, जिससे विभिन्न क्षेत्रों में एकाग्रता में भिन्नता हो सकती है। इसका उत्तर अल्ट्रासोनिक सहायता प्राप्त सरगर्मी का उपयोग करना, अद्वितीय परिसंचरण प्रणाली बनाना और कम चिपचिपापन और उच्च चालकता के साथ नए इलेक्ट्रोलाइट्स बनाना है (उदाहरण के लिए, द्रव प्रवाह को बेहतर बनाने के लिए एथिलीन ग्लाइकॉल जोड़ना)।
वर्तमान घनत्व का सटीक नियंत्रण: वर्कपीस का आकार माइक्रोमीटर स्तर पर संरचनाओं के वर्तमान घनत्व वितरण को आसानी से बदल सकता है। एक डिजिटल ट्विन मॉडल बनाकर और वर्तमान क्षेत्र वितरण को अनुकरण करने के लिए परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) का उपयोग करके, कैथोड डिज़ाइन (जैसे 3 डी मुद्रित आकार के कैथोड का उपयोग करना) और प्रक्रिया पैरामीटर (जैसे ग्रेडिएंट वर्तमान घनत्व प्रौद्योगिकी का उपयोग करना) को जटिल संरचनाओं की पॉलिशिंग के लिए बेहतर बनाया जा सकता है।