உயர் செயல்திறன் கொண்ட பொருட்களை இயந்திரமயமாக்குவதற்கான லேசர்-அசிஸ்டட் டர்னிங் முறை

புதிய தொழில்நுட்பம் ஜெட் என்ஜின்கள், அணு உலைகள் மற்றும் விண்வெளி வாகனங்களில் பயன்படுத்தப்படும் சூப்பர்அல்லாய்களை இயந்திரமயமாக்க உதவுகிறது.

விண்வெளி மற்றும் வேதியியல் முதல் அணுசக்தி வரையிலான பகுதிகளிலும், பாய்லர்கள், வெப்பப் பரிமாற்றி குழாய்கள் மற்றும் நீராவி விசையாழிகள் போன்ற மின் உற்பத்தி அமைப்புகளிலும் பயன்படுத்தப்படும் இன்கோனல் 625 (IN625) போன்ற பொறியியலுக்குத் தெரிந்த சில கடினமான பொருட்களை எவ்வாறு வெட்டுகிறோம் என்பதை மாற்றுவதற்கு ஒரு புதிய தொழில்நுட்பம் உறுதியளிக்கிறது.

டங்ஸ்டன் கார்பைடு மற்றும் CrAlSiN நானோகாம்போசைட் போன்ற பொருட்களால் பூசப்பட்ட கருவிகளைப் பயன்படுத்தி, உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட லேசர் வெப்பமாக்கலை இயந்திர வெட்டுதலுடன் இணைக்கும் லேசர்-அசிஸ்டட் டர்னிங் (LAT) எனப்படும் கலப்பின நுட்பம், IN625 சூப்பர்அலாய் இயந்திரமயமாக்கலின் போது டங்ஸ்டன் கார்பைடு வெட்டும் கருவிகளின் தேய்மான வழிமுறைகளையும் இணைத்து, அடுத்த தலைமுறை டர்பைன் பிளேடுகள், அறுவை சிகிச்சை கருவிகள் மற்றும் இலகுவான, வலிமையான மற்றும் அதிக செயல்திறன் கொண்ட உயர் செயல்திறன் கொண்ட வாகன பாகங்களுக்கு வழி வகுக்கிறது.

ஜெட் என்ஜின்கள், அணு உலைகள் மற்றும் விண்வெளி வாகனங்களில் பயன்படுத்தப்படும் மிகவும் கடினமான உலோகங்களான சூப்பர் அலாய்களை இயந்திரமயமாக்குதல் எப்போதும் ஒரு சவாலாக இருந்து வருகிறது. அவற்றின் விதிவிலக்கான வலிமை மற்றும் வெப்ப எதிர்ப்பு - அவற்றை இன்றியமையாததாக மாற்றும் குணங்கள் - அவற்றை வடிவமைப்பதை நம்பமுடியாத அளவிற்கு கடினமாக்குகின்றன. பாரம்பரிய வெட்டும் கருவிகள் போராடுகின்றன, விரைவான தேய்மானத்தால் பாதிக்கப்படுகின்றன மற்றும் சீரற்ற முடிவுகளை உருவாக்குகின்றன. ஆனால் இப்போது, ARCI ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறியீட்டை உடைத்துள்ளனர்.

அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத் துறையின் (DST) சுத்தமான நிலக்கரி ஆராய்ச்சி முயற்சியின் கீழ், சர்வதேச தூள் உலோகவியல் மற்றும் புதிய பொருட்களுக்கான மேம்பட்ட ஆராய்ச்சி மையத்தின் (ARCI) ஆராய்ச்சியாளர்கள், நிக்கல் அடிப்படையிலான சூப்பர் அலாய் ஆன இன்கோனல் 625 (IN625) போன்ற உயர் செயல்திறன் கொண்ட பொருட்களை இயந்திரமயமாக்குவதற்கான லேசர்-அசிஸ்டட் டர்னிங் (LAT) இன் செயல்திறனை வெற்றிகரமாக நிரூபித்துள்ளனர்.  

படம் 1 : (அ) LAM இன் வரைபடம், மற்றும் (ஆ) ARCI இல் LAM அமைப்பு

இந்த முன்னேற்றம், குறிப்பாக விண்வெளி, மின் உற்பத்தி மற்றும் கடல்சார் துறைகளில், இயந்திரமயமாக்க கடினமான பொருட்களை இயந்திரமயமாக்க வேண்டிய தொழில்களுக்கு அளவிடக்கூடிய, உயர்-துல்லியமான தீர்வை வழங்குகிறது.

IN625 அதன் விதிவிலக்கான இயந்திர வலிமை, அரிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் தீவிர வெப்பநிலையைத் தாங்கும் திறனுக்காகப் பெயர் பெற்றது. கோரும் சூழல்களுக்கு ஏற்றதாக இருந்தாலும், அதன் உள்ளார்ந்த கடினத்தன்மை, பாரம்பரிய திருப்ப நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தும் போது அதிகப்படியான கருவி தேய்மானம், அதிக வெட்டு விசைகள் மற்றும் மோசமான மேற்பரப்பு பூச்சு போன்ற கடுமையான இயந்திர சவால்களை ஏற்படுத்துகிறது.

இந்த வரம்புகளை சமாளிக்க, அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத் துறையின் (DST) தன்னாட்சி நிறுவனமான ARCI இன் ஆராய்ச்சியாளர்கள், லேசர்-அசிஸ்டட் டர்னிங்கை உருவாக்கினர், இது உள்ளூர்மயமாக்கப்பட்ட லேசர் வெப்பமாக்கலை இயந்திர வெட்டுதலுடன் இணைக்கும் ஒரு கலப்பின நுட்பமாகும். ஒரு உயர்-சக்தி டையோடு லேசர் (2500 W வரை) வெட்டும் கருவிக்கு சற்று முன்னால் பணிப்பகுதியை துல்லியமாக வெப்பப்படுத்துகிறது, இது பொருளில் வெப்ப மென்மையாக்கலைத் தூண்டுகிறது. இது வெட்டு எதிர்ப்பைக் கணிசமாகக் குறைக்கிறது, சிப் உருவாவதை மேம்படுத்துகிறது மற்றும் கருவியின் ஆயுளையும் இயந்திர தரத்தையும் மேம்படுத்துகிறது.

இந்த ஆய்வு, பூசப்படாத டங்ஸ்டன் கார்பைடு கருவிகள் மற்றும் CrAlSiN நானோகாம்போசிட்-பூசப்பட்ட கருவிகள் இரண்டையும் பயன்படுத்தி IN625 இன் திருப்பத்தை மதிப்பீடு செய்தது, அவை உயர்ந்த கடினத்தன்மை, வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்புக்கு பெயர் பெற்றவை. LAT உடன் இணைக்கப்படும்போது, இந்த பூசப்பட்ட கருவிகள் வழக்கமான முறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது வெட்டு விசையில் 69% குறைப்பு, கருவி தேய்மானத்தில் 46% குறைவு மற்றும் மேற்பரப்பு முடிவில் 56% முன்னேற்றம் போன்ற சிறந்த செயல்திறனை வழங்கின. உயர்ந்த வெப்பநிலையில் IN625 சூப்பர்அலாய் இயந்திரமயமாக்கலின் போது டங்ஸ்டன் கார்பைடு வெட்டும் கருவிகளின் தேய்மான வழிமுறைகளையும் குழு ஆய்வு செய்துள்ளது.

படம் 2 : (a) பூசப்படாத மற்றும் CrAlSiN நானோகாம்போசிட்-பூசப்பட்ட WC கருவிகளைப் பயன்படுத்தி IN625 அலாய் வழக்கமான மற்றும் லேசர் உதவியுடன் எந்திரம் செய்வதில் கருவி தேய்மானம் (V BBmax ) மற்றும் (b) மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை (R a )

ஒரு முக்கிய கண்டுபிடிப்பு, ஃபைபர்-இணைந்த டையோடு லேசர், தனிப்பயன்-வடிவமைக்கப்பட்ட அடாப்டர்கள் மற்றும் நிகழ்நேர கண்காணிப்பு கருவிகளுடன் கூடிய கணினி எண் கட்டுப்பாடு (CNC) டர்ன்-மில் மையத்தின் ஒருங்கிணைப்பாகும்.

இந்த அணுகுமுறையின் புதுமை, முன்னர் பரவலாக ஆராயப்படாத மேம்பட்ட கருவி பூச்சுகளுடன் LAT இன் ஒருங்கிணைந்த பயன்பாட்டில் உள்ளது. மேற்பரப்பு-பொறியியல் கருவிகளுடன் இணைக்கப்படும்போது வெப்ப மென்மையாக்கலின் செயல்திறனை இந்த முடிவுகள் அடிக்கோடிட்டுக் காட்டுகின்றன. குறிப்பாக, CrAlSiN-பூசப்பட்ட கருவிகள், அதிக வெப்பநிலையின் கீழ் அதிநவீன கூர்மை மற்றும் பரிமாண துல்லியத்தை பராமரிக்கும் அதே வேளையில், சிராய்ப்பு மற்றும் ஆக்சிஜனேற்றம் போன்ற தேய்மான வழிமுறைகளுக்கு சிறந்த எதிர்ப்பைக் காட்டின. IN625 சூப்பர் அலாய் இயந்திரமயமாக்கலின் போது டங்ஸ்டன் கார்பைடு வெட்டும் கருவிகளின் அவர்களின் ஆய்வு தேய்மான வழிமுறை, அறை வெப்பநிலையில் சோர்வு மற்றும் சிராய்ப்பிலிருந்து அதிக வெப்பநிலையில் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் ஒட்டுதல் ஆதிக்கம் செலுத்தும் நடத்தைக்கு மாறுவதை வெளிப்படுத்தியது. இந்த நுண்ணறிவுகள் கருவி தோல்வி முறைகளைப் புரிந்துகொள்வதற்கும், வெட்டும் கருவியின் வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் சேவை வாழ்க்கையை மதிப்பிடுவதற்கும் உதவும்.

செயல்முறை இயந்திர பொறியியல் மற்றும் பொருட்கள் கடிதங்கள் இதழில் வெளியிடப்பட்ட இந்த தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம், சூப்பர்அல்லாய்களின் இயந்திரத் திறனில் குறிப்பிடத்தக்க பாய்ச்சலை வழங்குகிறது, அதிக வலிமை, அதிக துல்லிய கூறுகளுக்கு புதிய வழிகளைத் திறக்கிறது. உள்நாட்டு உற்பத்தியை அதிகரித்தல், ஆற்றல் செயல்திறனை மேம்படுத்துதல் மற்றும் தூய்மையான தொழில்துறை தொழில்நுட்பங்களை ஏற்றுக்கொள்வது போன்ற இந்தியாவின் மூலோபாய இலக்குகளுடன் இது ஒத்துப்போகிறது.