મશીનના ઘટકોના ઉત્પાદનમાં વપરાતા પ્લાસ્ટિકના પ્રકારો અને તેમની ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ
પ્લાસ્ટિક હવે ફક્ત સિંગલ-યુઝ પેકેજિંગનો પર્યાય નથી. એન્જિનિયરિંગ અને મેન્યુફેક્ચરિંગની દુનિયામાં, પ્લાસ્ટિક - ખાસ કરીને એન્જિનિયરિંગ પ્લાસ્ટિક - મશીનના ઘટકો માટે સામગ્રી તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે કારણ કે તે હલકું, કાટ-પ્રતિરોધક, સ્પંદનોને મંદ કરવા સક્ષમ છે, અને ઘર્ષણનો પ્રમાણમાં ઓછો ગુણાંક ધરાવે છે. ચોક્કસ એપ્લિકેશનોમાં, પ્લાસ્ટિક ખર્ચ ઘટાડવા, એસેમ્બલીને સરળ બનાવવા અને ઊર્જા કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે ધાતુને પણ બદલી શકે છે. જો કે, યોગ્ય પ્રકારના પ્લાસ્ટિકની પસંદગી મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે દરેક પોલિમરમાં અલગ અલગ યાંત્રિક, થર્મલ અને રાસાયણિક ગુણધર્મો હોય છે. આ લેખ મશીનના ઘટકો માટે સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા પ્લાસ્ટિકના પ્રકારો અને તેમની ઉત્પાદન પદ્ધતિઓની ચર્ચા કરે છે.
મશીનના ઘટકો માટે પ્લાસ્ટિકનો ઉપયોગ શા માટે થાય છે?
સામાન્ય રીતે, એન્જિનિયરિંગ પ્લાસ્ટિક નીચેના ફાયદાઓ માટે પસંદ કરવામાં આવે છે: (1) હલકું, આમ ગતિશીલ ભાગો પરનો ભાર ઘટાડે છે, (2) કાટ અને ઘણા રસાયણો સામે પ્રતિકાર, ભેજવાળા વાતાવરણ અથવા પ્રવાહીના સંપર્ક માટે યોગ્ય, (3) કેટલાક પ્રકારોમાં "સ્વ-લુબ્રિકેટિંગ" ગુણધર્મો ધરાવે છે, આમ લુબ્રિકેશનની જરૂરિયાત ઘટાડે છે, (4) કંપન અને અવાજ ભીનાશ ધાતુઓ કરતાં વધુ સારી છે, અને (5) તેમની રચના પ્રક્રિયા ઓછા મોટા ઉત્પાદન ખર્ચે જટિલ ભૂમિતિઓ માટે પરવાનગી આપે છે. જો કે, પ્લાસ્ટિકમાં પણ મર્યાદાઓ હોય છે જેમ કે વિવિધ ગરમી પ્રતિકાર, સંભવિત ક્રીપ (લાંબા ગાળાના ભારને કારણે કાયમી વિકૃતિ), અને કેટલાક પ્રકારોમાં ભેજ શોષણને કારણે પરિમાણીય ફેરફારો.
૧) નાયલોન (PA6 અને PA66)
લાક્ષણિકતાઓ: નાયલોન (પોલિમાઇડ) એ મશીનના ઘટકો માટે સૌથી લોકપ્રિય એન્જિનિયરિંગ પ્લાસ્ટિકમાંનું એક છે. PA6 અને PA66 સારી તાણ શક્તિ, ઘસારો પ્રતિકાર અને ખૂબ જ મજબૂત છે. નાયલોનનો ઉપયોગ ઘણીવાર ગિયર્સ, બુશિંગ્સ, રોલર્સ, પુલી અને અન્ય ઘર્ષણ ઘટકો માટે થાય છે.
ફાયદા: ઘર્ષણ અને ઘર્ષણ માટે પ્રતિરોધક, પ્રક્રિયા કરવા માટે પ્રમાણમાં સરળ, મધ્યમ કિંમત.
ગેરફાયદા: પાણી શોષી લે છે (હાઇગ્રોસ્કોપિક) જેથી તે વિસ્તૃત થઈ શકે અને પરિમાણીય ચોકસાઇને અસર કરી શકે.
ઉત્પાદન પદ્ધતિ: નાયલોન સામાન્ય રીતે ખૂબ જ વિગતવાર ઘટકો (ગિયર્સ, નાના હાઉસિંગ) માટે ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ દ્વારા પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. સળિયા અથવા પ્લેટ ફોર્મ્સ માટે જે પછી મશીન કરવામાં આવે છે, નાયલોન સળિયા અથવા શીટ્સમાં એક્સટ્રુઝન દ્વારા પણ ઉપલબ્ધ છે.
૨) પીઓએમ / એસીટલ (પોલિઓક્સિમિથિલિન)
લાક્ષણિકતાઓ: POM તેના પરિમાણીય સ્થિરતા, ઓછા ઘર્ષણ અને સારા થાક પ્રતિકાર માટે જાણીતું છે. તે નાના ગિયર્સ, કેમ્સ, પ્લાસ્ટિક બેરિંગ્સ અને સ્લાઇડિંગ ઘટકો જેવા ચોકસાઇ મિકેનિઝમ્સમાં ખૂબ જ સામાન્ય છે.
ફાયદા: પરિમાણીય સ્થિરતા (ભીના વાતાવરણમાં નાયલોન કરતાં વધુ સારી), સુંવાળી સપાટી, મશીનમાં સરળ, સારી ઘસારો પ્રતિકારકતા.
ગેરફાયદા: યુવી અને ચોક્કસ રસાયણો પ્રત્યે ઓછું પ્રતિરોધક; પ્રક્રિયા નિયંત્રણની જરૂર છે કારણ કે તે ઊંચા તાપમાને બગડી શકે છે.
ઉત્પાદન પદ્ધતિ: મોટાભાગે મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે POM ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. પ્રોટોટાઇપ અથવા કસ્ટમ ઘટકો માટે, એક્સટ્રુડેડ POM રોડ/શીટ સામગ્રીને લેથ/મિલિંગ મશીનનો ઉપયોગ કરીને મશિન કરી શકાય છે.
૩) પીટીએફઇ (ટેફલોન)
લાક્ષણિકતાઓ: પીટીએફઇ રાસાયણિક અને તાપમાન પ્રતિકારમાં શ્રેષ્ઠ છે, અને તેમાં ઘર્ષણનો ગુણાંક ખૂબ ઓછો છે. તેનો ઉપયોગ સીલ, ગાસ્કેટ, વોશર્સ, સ્લાઇડ પેડ્સ અને નોન-સ્ટીક ગુણધર્મોની જરૂર હોય તેવા ઘટકો માટે થાય છે.
ફાયદા: ઘણા પોલિમરમાં સૌથી ઓછું ઘર્ષણ, લગભગ બધા રસાયણો સામે પ્રતિરોધક, પ્રમાણમાં ઊંચી ગરમી પ્રતિકાર.
ગેરફાયદા: પ્રમાણમાં ઓછી યાંત્રિક શક્તિ અને જડતા, અને ઘસવાની સંભાવના.
ઉત્પાદન પદ્ધતિ: પીટીએફઇ સામાન્ય રીતે પરંપરાગત ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ દ્વારા પ્રક્રિયા કરવામાં આવતું નથી કારણ કે તેની ઉચ્ચ ઓગળવાની સ્નિગ્ધતા હોય છે. સૌથી સામાન્ય પ્રક્રિયા કમ્પ્રેશન મોલ્ડિંગ છે અને ત્યારબાદ સિન્ટરિંગ થાય છે. ચોક્કસ ઘટક આકાર માટે, રેમ એક્સટ્રુઝન અને ત્યારબાદ ફિનિશિંગ મશીનિંગનો પણ ઉપયોગ થાય છે.
૪) UHMWPE (અલ્ટ્રા હાઇ મોલેક્યુલર વેઇટ પોલિઇથિલિન)
લાક્ષણિકતાઓ: UHMWPE તેના ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને ઓછા ઘર્ષણ માટે જાણીતું છે. તેનો વ્યાપકપણે સ્લાઇડ રેલ્સ, માર્ગદર્શિકાઓ, લાઇનર્સ, ચુટ્સ, ચોક્કસ સ્પ્રૉકેટ્સ અને સતત ઘર્ષણને આધિન રક્ષણાત્મક સપાટીઓમાં ઉપયોગ થાય છે.
ફાયદા: ખૂબ જ ઊંચી ઘર્ષણ પ્રતિકાર, અસર પ્રતિકાર, ઓછું ઘર્ષણ, સ્લાઇડિંગ એપ્લિકેશનો માટે યોગ્ય.
ગેરફાયદા: ગુંદર લગાવવામાં મુશ્કેલી, કઠોરતા POM/PA જેટલી ઊંચી નથી, અને ચોકસાઇ સહિષ્ણુતા પર ધ્યાન આપવાની જરૂર છે.
ઉત્પાદન પદ્ધતિ: સામાન્ય રીતે શીટ્સ/સળિયામાં કમ્પ્રેશન મોલ્ડિંગ અથવા રેમ એક્સટ્રુઝન દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, પછી અંતિમ આકાર પ્રાપ્ત કરવા માટે મશીનિંગ (CNC, લેથ, મિલિંગ) દ્વારા આગળ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
૫) પોલીકાર્બોનેટ (પીસી)
લાક્ષણિકતાઓ: પીસીમાં ઉત્તમ અસર શક્તિ છે અને તે ગરમી પ્રતિરોધક છે. મશીનના ઘટકોમાં, પીસીનો ઉપયોગ સલામતી કવર, પારદર્શક ગાર્ડ, ચોક્કસ આવાસ અને અસર પ્રતિકારની જરૂર હોય તેવા ઘટકોમાં થાય છે.
ફાયદા: પારદર્શક, ખૂબ જ ઊંચી અસર પ્રતિકારકતા, મધ્યમ તાપમાને સ્થિર.
ગેરફાયદા: સ્ક્રેચ અને કેટલાક સોલવન્ટ્સ માટે સંવેદનશીલ; તાણથી તિરાડ પડતા અટકાવવા માટે સારી ડિઝાઇનની જરૂર છે.
ઉત્પાદન પદ્ધતિ: મોટાભાગે જટિલ આકાર માટે ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ અને પારદર્શક શીટ્સ માટે એક્સટ્રુઝન દ્વારા, જેને પછી કાપીને મશીન ગાર્ડમાં (થર્મોફોર્મિંગ) બનાવવામાં આવે છે.
૬) ABS (એક્રિલોનિટ્રાઇલ બ્યુટાડીન સ્ટાયરીન)
લાક્ષણિકતાઓ: મશીનોમાં હાઉસિંગ, કવર, નોબ્સ અને બિન-માળખાકીય થી અર્ધ-માળખાકીય ઘટકો માટે ABS નો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. આ સામગ્રી લોકપ્રિય છે કારણ કે તે પ્રક્રિયા કરવામાં સરળ છે અને તેમાં સારી કઠિનતા છે.
ફાયદા: સરળ ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ, સારી સપાટી પૂર્ણાહુતિ, પ્રમાણમાં ઓછી કિંમત.
ગેરફાયદા: ગરમી અને રાસાયણિક પ્રતિકાર અન્ય કેટલાક એન્જિનિયરિંગ પ્લાસ્ટિક કરતા ઓછો છે; ઊંચા તાપમાન અથવા ભારે ઘર્ષણ માટે ઓછો યોગ્ય.
ઉત્પાદન પદ્ધતિ: લગભગ હંમેશા ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ દ્વારા. પ્રોટોટાઇપ અથવા સરળ જીગ્સ માટે ABS ને 3D પ્રિન્ટિંગ (FDM) દ્વારા પણ પ્રક્રિયા કરી શકાય છે.
૭) પીબીટી અને પીઈટી (એન્જિનિયરિંગ પોલિએસ્ટર)
લાક્ષણિકતાઓ: PBT (પોલીબ્યુટીલીન ટેરેફ્થાલેટ) અને PET (પોલીઇથિલીન ટેરેફ્થાલેટ) એન્જિનિયરિંગ વર્ઝનનો ઉપયોગ ઇલેક્ટ્રિકલ-મિકેનિકલ ઘટકો, કનેક્ટર્સ, ચોક્કસ ગિયર્સ અને હાઉસિંગમાં થાય છે જેને ABS કરતાં વધુ સારી પરિમાણીય સ્થિરતા અને ગરમી પ્રતિકારની જરૂર હોય છે.
ફાયદા: પરિમાણીય રીતે સ્થિર, એકદમ સારી ગરમી પ્રતિકાર, વાજબી રાસાયણિક પ્રતિકાર.
ગેરફાયદા: ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં તે બરડ થઈ શકે છે; ઘણીવાર ઉચ્ચ શક્તિ માટે ફાઇબરગ્લાસ મજબૂતીકરણની જરૂર પડે છે.
ઉત્પાદન પદ્ધતિ: સામાન્ય રીતે ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ, ઘણીવાર કાચથી ભરેલા સ્વરૂપમાં (ગ્લાસ ફાઇબર) કઠિનતા અને મજબૂતાઈ વધારવા માટે.
૮) PPS, PEEK, અને PEI (ઉચ્ચ પ્રદર્શન પ્લાસ્ટિક)
લાક્ષણિકતાઓ: આ જૂથનો ઉપયોગ માંગણીવાળા કાર્યક્રમોમાં થાય છે: ઉચ્ચ તાપમાન, ઉચ્ચ યાંત્રિક ભાર અને આક્રમક રાસાયણિક વાતાવરણ. PEEK નો વ્યાપકપણે ચોકસાઇ મશીન ઘટકો, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન બેરિંગ્સ, ઉચ્ચ-તાપમાન ઇન્સ્યુલેટર અને તેલ અને ગેસ ઉદ્યોગના કાર્યક્રમોમાં પણ ઉપયોગ થાય છે. PPS રાસાયણિક અને ઉચ્ચ-તાપમાન વાતાવરણમાં શ્રેષ્ઠ છે, જ્યારે PEI (દા.ત., અલ્ટેમ) સારી પરિમાણીય સ્થિરતા સાથે તેની શક્તિ અને ગરમી પ્રતિકાર માટે જાણીતું છે.
ફાયદા: ખૂબ જ ઊંચી ગરમી પ્રતિકારકતા, મજબૂત, રાસાયણિક પ્રતિરોધક, મહત્વપૂર્ણ ઉપયોગો માટે યોગ્ય.
ગેરફાયદા: ઊંચી કિંમત, પ્રક્રિયા માટે કડક નિયંત્રણ અને ઉચ્ચ તાપમાનવાળા મશીનોની જરૂર પડે છે.
ઉત્પાદન પદ્ધતિ: મધ્યમથી મોટા જથ્થાના ઉત્પાદન માટે વિશિષ્ટ ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ (ઉચ્ચ-તાપમાન મોલ્ડિંગ). વિશિષ્ટ ઘટકો માટે, એક્સટ્રુડેડ રોડ/શીટ ફોર્મ ઉપલબ્ધ છે અને પછી મશીન કરવામાં આવે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ઔદ્યોગિક-ગ્રેડ 3D પ્રિન્ટિંગ (દા.ત., PEEK/PEI માટે FFF) નો ઉપયોગ પ્રોટોટાઇપ અને મર્યાદિત ઉત્પાદન રન માટે થાય છે.
મશીનના ઘટકો માટે પ્લાસ્ટિક ઉત્પાદન પદ્ધતિઓ
1. ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ
પ્લાસ્ટિક ગોળીઓ ઓગાળવામાં આવે છે અને પછી તેને મોલ્ડમાં ઇન્જેક્ટ કરવામાં આવે છે. ફાયદા: મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે યોગ્ય, ઉચ્ચ ચોકસાઈ, ઝડપી ચક્ર સમય અને જટિલ આકાર. સામાન્ય રીતે POM, PA, ABS, PC, PBT, PPS અને PEEK માટે વપરાય છે.
2. એક્સટ્રુઝન
પ્લાસ્ટિકને ઓગાળવામાં આવે છે અને પછી તેને ડાઇ દ્વારા દબાણ કરીને સતત પ્રોફાઇલ બનાવવામાં આવે છે: સળિયા, ચાદર અને ટ્યુબ. તે સામગ્રી માટે યોગ્ય છે જે પછી ફિનિશ્ડ ઘટકોમાં મશિન કરવામાં આવે છે.
૩. કમ્પ્રેશન મોલ્ડિંગ અને સિન્ટરિંગ
પાવડર અથવા પ્રીફોર્મને મોલ્ડમાં દબાવવામાં આવે છે અને પછી ગરમ કરવામાં આવે છે. આ PTFE અને UHMWPE માટે સામાન્ય છે, ખાસ કરીને જ્યારે પરંપરાગત ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ સાથે સામગ્રી પર પ્રક્રિયા કરવી મુશ્કેલ હોય છે.
૪. મશીનિંગ (સીએનસી મશીનિંગ/લેથ/મિલિંગ)
ઘણા પ્લાસ્ટિક મશીન ઘટકો સળિયા/શીટમાંથી બનાવવામાં આવે છે અને પછી કાપીને મશીન કરવામાં આવે છે, ખાસ કરીને નાના વોલ્યુમો, પ્રોટોટાઇપ્સ અથવા મોટા-પરિમાણીય ઘટકો જેમ કે માર્ગદર્શિકાઓ, વસ્ત્રો પટ્ટાઓ અને ખાસ બુશિંગ્સ માટે.
૫. ૩ડી પ્રિન્ટીંગ (એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ)
પ્રોટોટાઇપ્સ, જિગ્સ/ફિક્સચર અથવા મર્યાદિત ઉત્પાદન રન માટે વપરાય છે. સામગ્રી અલગ અલગ હોય છે (ABS, PA, PC મિશ્રણ, અને વિશિષ્ટ મશીનો પર PEEK/PEI પણ). તે લવચીકતા પ્રદાન કરે છે, પરંતુ મજબૂતાઈ અને ચોકસાઇ પ્રિન્ટીંગ ટેકનોલોજી અને ઓરિએન્ટેશન પર આધાર રાખે છે.
પેનટઅપ
મશીનના ઘટકોના ઉત્પાદનમાં એન્જિનિયરિંગ પ્લાસ્ટિક મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, જેમાં ગિયર્સ અને બુશિંગ્સથી લઈને સીલ, હાઉસિંગ અને સ્લાઇડિંગ ગાઇડ્સનો સમાવેશ થાય છે. PA, POM, PTFE, UHMWPE, PC, ABS, PBT/PET, અને PPS/PEEK/PEI જેવી સામગ્રીની પસંદગી માટે ભાર, ઘર્ષણ, કાર્યકારી તાપમાન, રાસાયણિક સંપર્ક અને પરિમાણીય ચોકસાઇ આવશ્યકતાઓને ધ્યાનમાં લેવી જરૂરી છે. પ્રક્રિયા બાજુએ, ઇન્જેક્શન મોલ્ડિંગ મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે શ્રેષ્ઠ છે, જ્યારે એક્સટ્રુઝન, કમ્પ્રેશન મોલ્ડિંગ, મશીનિંગ અને 3D પ્રિન્ટિંગ આકાર, ઉત્પાદન વોલ્યુમ અને પ્રદર્શન લક્ષ્યોના આધારે વિકલ્પો છે. સામગ્રી અને પ્રક્રિયાઓના યોગ્ય સંયોજન સાથે, પ્લાસ્ટિક આધુનિક મશીન ડિઝાઇનમાં ઉચ્ચ પ્રદર્શન અને ખર્ચ કાર્યક્ષમતા પ્રદાન કરી શકે છે.
