মাইক্রো টারবাইন এমআইএম যন্ত্রাংশ

পণ্য পরিচিতি

মূল টিপ: মেটাল ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ (MIM) প্রযুক্তি এমন উপাদান তৈরি করতে পারে যা অন্যান্য ঐতিহ্যগত প্রক্রিয়ার সাথে জটিল কাঠামোর অংশে প্রক্রিয়া করা কঠিন। এই বৈশিষ্ট্যটি এটিকে উচ্চ-পারফরম্যান্স টার্বোচার্জার তৈরির জন্য আদর্শ করে তোলে
মেটাল ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ (MIM) প্রযুক্তি সেই উপাদানগুলি তৈরি করতে পারে যা অন্যান্য ঐতিহ্যগত প্রক্রিয়াগুলির সাথে জটিল কাঠামোর অংশগুলিতে প্রক্রিয়া করা কঠিন। এই বৈশিষ্ট্যটি এটিকে উচ্চ-পারফরম্যান্স টার্বোচার্জার যন্ত্রাংশ তৈরির জন্য একটি আদর্শ পদ্ধতি করে তোলে। বিএএসএফ-এর অনন্য ক্যাটামোল্ড প্রক্রিয়া টার্বোচার্জার এমআইএম যন্ত্রাংশগুলির বিকাশে মূল সমস্যাগুলির একটি সিরিজ সমাধান করতে সাহায্য করতে পারে।

টার্বোচার্জার এমআইএম যন্ত্রাংশ
টার্বোচার্জারের হৃৎপিণ্ড হল টারবাইন চেম্বারের অভ্যন্তরে একটি টারবাইন, যা গরম নিষ্কাশন গ্যাসের প্রবাহ দ্বারা চালিত হয় এবং ঠান্ডা বাতাসের পাশে একটি কম্প্রেশন চাকা থাকে। কম্প্রেশন ইমপেলারদের শুধুমাত্র নিম্ন তাপমাত্রা সহ্য করতে হবে এবং অ্যালুমিনিয়াম ইমপেলারের কর্মক্ষমতা সম্পূর্ণরূপে প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে। টারবাইন চেম্বারে উচ্চ-তাপমাত্রার নিষ্কাশন গ্যাসের জন্য টারবাইনের জন্য উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধী উচ্চ-মানের ইস্পাত ব্যবহার প্রয়োজন। টারবাইন সাধারণত বিনিয়োগ ঢালাই প্রক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত হয়. তাত্ত্বিকভাবে, টারবাইন এমআইএম প্রক্রিয়া দ্বারা নির্মিত হতে পারে।
টার্বোচার্জার যন্ত্রাংশে মেটাল ইনজেকশন মোল্ডিং (MIM) প্রযুক্তি দীর্ঘদিন ধরে ব্যবহৃত হয়ে আসছে। উপাদান নির্বাচন এবং নকশা স্বাধীনতায় MIM-এর সুস্পষ্ট সুবিধার কারণে, MIM প্রযুক্তি দ্বারা নির্মিত অংশগুলি সাম্প্রতিক বছরগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে, এবং এর কার্যকারিতা প্রকৃত ব্যবহারে প্রমাণিত হয়েছে।

Cহ্যালেনজেস

যদিও এমআইএম প্রযুক্তি কিছুটা অগ্রগতি করেছে, তবুও প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশান, অংশের কাঠামো এবং মোল্ড ডিজাইনের জন্য এখনও অনেক কাজ বাকি রয়েছে যেগুলির প্রায় চাহিদা রয়েছে। যখন টারবাইনের কেন্দ্রীয় এলাকায় অত্যধিক উপাদান জমা হয়, তখন এটি সংকোচন গহ্বরের ঘটনা ঘটাতে পারে। এটি ভলিউম সংকোচনের কারণে হয় যা শীতল হওয়ার সময় ঘটে। উভয় প্রক্রিয়াতেই এই ত্রুটি হওয়ার সম্ভাবনা থাকে যখন ছাঁচটি গলিত উপাদান দিয়ে পূর্ণ হয় (বিনিয়োগ ঢালাইয়ে গলিত ধাতু, এমআইএম-এ গলিত ফিড)। এই সমস্যাটির বিস্তারিত বিশ্লেষণের জন্য আধুনিক সিমুলেশন কৌশল ব্যবহার করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, উপযুক্ত সফ্টওয়্যারের সাহায্যে এমআইএম ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়াগুলির সঠিক পূর্বাভাস। চিত্র 1 টার্বো সিমুলেটেড ছাঁচ ভরাটের প্রভাব দেখায়। এই অংশটি একটি শঙ্কুযুক্ত গেট ব্যবহার করে যার মাধ্যমে গলিত ফিডস্টক অংশে ইনজেকশন করা হয়।
ছাঁচ এবং গলে যাওয়া তাপমাত্রা ছাড়াও, ইঞ্জেকশনের গতি (cm3/s) আরও সামঞ্জস্য করে ছাঁচ ভর্তি প্রক্রিয়াটি খুব বাস্তবসম্মতভাবে সিমুলেট করা যেতে পারে। চিত্র 1 এবং 2 সময়ের সাথে টারবাইন ছাঁচ পূরণের প্রক্রিয়া দেখায়। নির্ধারিত শর্তের অধীনে, অংশটি 1.1 সেকেন্ডের মধ্যে পূরণ করা হয়। রঙের তাপমাত্রার গ্রাফটি ভরাট প্রক্রিয়া চলাকালীন সময়ের সাথে সাথে গলে যাওয়ার পরিবর্তন দেখায়। নীল অঞ্চলগুলি প্রথমে ভরা হয়, লাল অঞ্চলগুলি শেষ হয়। ছাঁচে অংশটির শীতলকরণ প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করে বা ডিমোল্ডিংয়ের পরে, ত্রুটিযুক্ত অঞ্চলে গলে শক্ত হওয়ার সূক্ষ্ম প্রক্রিয়া সনাক্ত করা সম্ভব। 40 সেকেন্ডের জন্য ছাঁচে ঠান্ডা হওয়ার পর টারবাইনের সলিডিফিকেশন চাপ ক্রস-বিভাগীয় দৃশ্য। মাঝখানের বৃহত্তর নীল এলাকাটি নির্দেশ করে যে শীতল হওয়ার শেষে চাপ খুবই কম ছিল, যখন সন্নিহিত অঞ্চলে উপাদান শক্ত হয়েছে, যা আরও গলতে বাধা দেয়। অতএব, উপাদান শীতল হওয়ার কারণে নীল অঞ্চলে আয়তনের সংকোচনের ফলে সংকোচন গহ্বরের সৃষ্টি হয়। চিত্র 4 স্পষ্টভাবে এই সমস্যাটি প্রদর্শন করে, যেখানে ঠাণ্ডার সময় পরে অসংহত উপাদানের কারণে শূন্যতা সৃষ্টি হয়।

হারিয়েছে মূল প্রযুক্তি

ক্যাটামোল্ড প্রক্রিয়ায়, ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ সম্পূর্ণ হওয়ার পরে, অ্যাসিটাল বাইন্ডারটি একটি ডিবাইন্ডিং ওভেনে একটি অ্যাসিডিক পরিবেশে পচিয়ে অংশ থেকে দ্রুত সরানো হয়।
যদি একটি কোর প্রথমে POM দিয়ে ঢালাই করা হয় এবং তারপর খাওয়ানো হয় এবং কোরের চারপাশে ওভারমোল্ড করা হয়, তাহলে জটিল ফাঁপা কাঠামো সহ অংশগুলি পাওয়া যেতে পারে কারণ ডিবাইন্ডিংয়ের সময় POM কোরটি সরানো হয়।
একটি ক্রস-বিভাগীয় দৃশ্য দেখায় যে কীভাবে ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া চলাকালীন একটি কোর ঢোকানোর মাধ্যমে একটি ফাঁপা অভ্যন্তরে একটি কঠিন অংশ তৈরি হয়। ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণের পরে কোরটি সরানো হলে, একটি নির্দিষ্ট ফাঁপা কাঠামো তৈরি হবে।
চিত্র 6 টারবাইনের ত্রুটিযুক্ত অঞ্চলে হারিয়ে যাওয়া মূল প্রযুক্তির উন্নতির প্রভাব দেখায়। রঙিন স্ট্রাইপগুলি প্রতিটি অঞ্চলকে শক্ত করার জন্য প্রয়োজনীয় সময়ের প্রতিনিধিত্ব করে। মোল্ড কোর ব্যতীত অংশের অংশগুলি 27 সেকেন্ডের জন্য ঠান্ডা হওয়ার পরে সম্পূর্ণরূপে শক্ত হয়।
সাধারণ এমআইএম প্রক্রিয়ার সাথে তুলনা করে, হারিয়ে যাওয়া মূল পদ্ধতিটি অংশগুলির উত্পাদন দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে পারে। এর কারণ হল, তাত্ত্বিকভাবে, ছাঁচের কোরটি যে কোনও আকারে তৈরি করা যেতে পারে এবং টারবাইনের প্রকৃত আকার এবং লোড অনুযায়ী অভ্যন্তরীণ কাঠামো সামঞ্জস্য করা যেতে পারে। একই সময়ে, এই প্রযুক্তি টারবাইনের ওজনও অনেকাংশে কমাতে পারে।

সিন্টারিং প্রক্রিয়া

ধাতব ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ প্রযুক্তির চূড়ান্ত ধাপ হল সিন্টারিং, যার সময় অবশিষ্ট বাইন্ডার সরানো হয় এবং অংশটি আকারে সঙ্কুচিত হয়। সিন্টারিংয়ের তাপমাত্রা ব্যবহৃত খাদের গলনাঙ্কের চেয়ে সামান্য কম এবং প্রক্রিয়া চলাকালীন আকারের পরিবর্তন বড় হবে।
MIM অংশগুলির সংকোচনের বৈশিষ্ট্যগুলি ছাঁচের আকার, দীর্ঘমেয়াদী উত্পাদন স্থিতিশীলতা, উপাদান ব্যাচের বৈচিত্র্য এবং প্রক্রিয়াকরণ উইন্ডো দ্বারা প্রভাবিত হয়। একটি স্থিতিশীল সংকোচনের হার পেতে, ছাঁচের উৎপাদন, বিশেষত জটিল জ্যামিতিক কাঠামোর অংশগুলির জন্য, মাত্রাগুলি সংশোধন করার জন্য অপ্টিমাইজেশনের বেশ কয়েকটি রাউন্ড প্রয়োজন। এই মাত্রিক পরিবর্তনগুলির মধ্যে কিছু অগ্রিম ভবিষ্যদ্বাণী করা কঠিন এবং ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ বা সিন্টারিংয়ের সময় গঠিত হতে পারে।
এটি কল্পনা করা কঠিন নয় যে 1200 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড ~ 1450 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড (বিভিন্ন ধরণের উপকরণ অনুসারে) সিন্টারিং তাপমাত্রায়, জটিল আকারের অংশগুলি সহজেই বিকৃত হয়ে যায়। এই বিকৃতি অনেক ক্ষেত্রে সঠিক উপাদান নকশা এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে এড়ানো যেতে পারে।
যাইহোক, পরিস্থিতি আরও জটিল হয়ে ওঠে যখন দেয়ালের পুরুত্ব, ক্যান্টিলিভার নির্মাণ এবং সংকোচনের কারণে ঘর্ষণ একত্রিত হয়ে বিকৃতি ঘটায়।
সম্ভাব্য বিকৃতি এবং সংকোচনের পার্থক্যগুলি আগাম ভবিষ্যদ্বাণী করতে সক্ষম হওয়ার জন্য অনেক গভীরভাবে মৌলিক গবেষণা করা হয়েছে, যাতে যতটা সম্ভব, ছাঁচের উপযুক্ত পরিবর্তনের মাধ্যমে সেগুলি দূর করা যায়।

টার্বোচার্জার গাইড ভ্যানের মডেলিং

সিন্টারিং সিমুলেশনের সময় ব্যবহৃত টার্বোচার্জারের গাইড ভ্যান দেখানো হয়েছে। সিমুলেশন সফ্টওয়্যারের সাহায্যে, বিকৃতির প্রবণ অঞ্চলগুলি চিহ্নিত করা যেতে পারে। Barriere দ্বারা বর্ণিত sintering মডেল এখানে ব্যবহার করা হয়েছিল. এই মডেলে, এমআইএম অংশগুলির দৃশ্যমান সংকোচনকে ক্রীপ হিসাবে বিবেচনা করা হয় এবং ভিসকোয়েলাস্টিক পদার্থের বৈশিষ্ট্য অনুসারে বর্ণনা করা হয়। গ্রাফটি দুটি গরম করার হারে (বাম স্কেল) সময়ের সাথে (ডান স্কেল) ক্যাটামোল্ড 310N উপাদানের সংকোচন দেখায়। স্পষ্টতই, বিভিন্ন গরম করার হার বিভিন্ন সংকোচনের দিকে পরিচালিত করে, যা সিন্টারিংয়ের সময় ঘটে যাওয়া অন্যান্য প্রতিক্রিয়াগুলির সাথে মিলিত হয়ে অংশটির বিকৃতি ঘটাতে পারে।
বামদিকে ক্রস-লিঙ্কযুক্ত গাইড ভ্যানগুলি দেখানো হয়েছে, যেখানে লাইনগুলি নির্দেশ করে যেগুলি যখন সিন্টার করা হয়েছিল তখন তারা কোথায় ছিল৷ ডানদিকের তুলনাটি সিন্টারিংয়ের আগে এবং পরে অংশটি দেখায়, যেখানে অংশটির আকার এবং অবস্থানের পরিবর্তন স্পষ্টভাবে দেখা যায়।
সিন্টারিং মডেল এবং উপাদানের সংকোচনের বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে, স্থানিক দিক থেকে অংশের সংকোচন গণনা করা যেতে পারে। অতএব, sintering সময় যে সংকোচন ঘটে তা দেখানো হয়। রঙের তাপমাত্রার প্লট স্পষ্টভাবে অঞ্চলগুলির সঙ্কুচিত এবং ছোট হওয়ার প্রবণতা দেখায়। অক্ষীয় দিক বরাবর সংকোচন বিবেচনা করে, গাঢ় নীল সবচেয়ে বেশি সংকোচন সহ এলাকাকে প্রতিনিধিত্ব করে, এবং জার্নাল থেকে গাইড ভ্যানে পরিবর্তনের হলুদ অংশটি সবচেয়ে কম সংকোচন সহ এলাকাকে প্রতিনিধিত্ব করে।
তুলনা করার জন্য, গাইড ভ্যানের লে-ফ্ল্যাট সিন্টারিং প্রক্রিয়াটিও অনুকরণ করা হয়েছিল। সিমুলেশন থেকে প্রাপ্ত ফলাফলগুলি অংশের বিকাশের সময় অ্যানিসোট্রপিক সংকোচন দূর করার জন্য বিবেচনা করা এবং যথাযথ ব্যবস্থা গ্রহণ করা সম্ভব করে তোলে।
কাঁচামাল
এমআইএম টারবাইন তৈরির সাথে জড়িত আরেকটি মূল সমস্যা হল উপযুক্ত উপকরণের প্রাপ্যতা। এই উপকরণগুলি উচ্চ লোডের অধীনে 1080 ডিগ্রি পর্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রা সহ্য করতে সক্ষম হওয়া প্রয়োজন। এমআইএম-এর মূল সুবিধা হল যে এটি এমন উপকরণ থেকে অংশ তৈরি করতে পারে যা বিনিয়োগ কাস্টিং দ্বারা মেশিনে কঠিন।
সুপারঅ্যালয় 2003 সাল থেকে এমআইএম প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত হচ্ছে এবং এটি ব্যাপকভাবে পরিচিত। টার্বোচার্জার ইম্পেলার উপাদান নির্বাচনের ক্ষেত্রে, একটি মৌলিক প্রয়োজন উচ্চ তাপমাত্রায় উচ্চ শক্তি থাকা। চিত্র 11 1000 ঘন্টার জন্য উচ্চ তাপমাত্রা ক্রিয়া করার পরে বিভিন্ন উপকরণের ফ্র্যাকচার শক্তির মান দেখায়।
অতি সূক্ষ্ম পাউডার উত্পাদনের কারণে, এমআইএম সুপারঅ্যালয় অংশগুলির মাইক্রোস্ট্রাকচারটি খুব অভিন্ন, যা নির্ভুল কাস্ট অংশগুলির থেকে বেশ আলাদা। ইনকোনেল 713 সি, একটি সুপারঅ্যালয় যা প্রায়শই টার্বোচার্জার যন্ত্রাংশ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, এটি একটি এমআইএম উপাদান হিসাবেও তৈরি করা হয়েছে।
অ্যালুমিনিয়াম এবং টাইটানিয়ামের তুলনামূলকভাবে উচ্চ সামগ্রীর কারণে, সাধারণ সিন্টারিং বায়ুমণ্ডলের (হাইড্রোজেন, নাইট্রোজেন) অধীনে এই উপাদানটির সিন্টারিং একেবারেই সম্ভব নয়। যাইহোক, এটি পাওয়া গেছে যে ঢালকারী গ্যাস হিসাবে আর্গনের ব্যবহার সিন্টারিংয়ের সময় এই উপাদানগুলির অক্সিডেশনকে বাধা দেয় এবং সংকোচনের উপর কার্যকর নিয়ন্ত্রণ অর্জন করে।
ঘরের তাপমাত্রায় (সংযুক্ত টেবিল) এমআইএম অংশগুলির যান্ত্রিক শক্তি এবং বিনিয়োগ ঢালাই নমুনার সরাসরি তুলনা প্রমাণ করে যে ক্যাটামোল্ড প্রক্রিয়াটি চমৎকার উপাদান বৈশিষ্ট্যগুলি পেতে পারে।

সারসংক্ষেপ

টার্বোচার্জারের বাজার আগামী কয়েক বছরে দৃঢ় প্রবৃদ্ধি দেখাতে থাকবে, এর অন্যতম কারণ হল পেট্রল ইঞ্জিন টার্বোচার্জার অ্যাপ্লিকেশনের ক্রমান্বয়ে বৃদ্ধি।
মেটাল ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ প্রযুক্তি টার্বোচার্জারের জন্য জটিল অংশ তৈরির কার্যকর উপায়গুলির মধ্যে একটি হিসাবে প্রমাণিত হয়েছে, তবে ছাঁচনির্মাণে এমআইএম প্রযুক্তির সম্ভাবনা এখনও আবিষ্কৃত হয়নি।
ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ এবং সিন্টারিং প্রক্রিয়া সিমুলেশন প্রযুক্তির প্রয়োগের সাথে, অংশ উন্নয়ন প্রক্রিয়ায় পণ্য অপ্টিমাইজেশান ধাপগুলি আরও কমানো সম্ভব। MIM প্রযুক্তি উচ্চ তাপ-প্রতিরোধী উপকরণ ব্যবহারের জন্য যথেষ্ট গ্যারান্টি প্রদান করে। এমআইএম সুপারঅ্যালয়-এর মতো তাপ-প্রতিরোধী উপাদান দিয়ে তৈরি অংশগুলির একটি খুব অভিন্ন মাইক্রোস্ট্রাকচার রয়েছে এবং ঘরের তাপমাত্রায় তাদের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি এমনকি বিনিয়োগের ঢালাই অংশগুলিকে ছাড়িয়ে যায়।

সনাক্তকরণ সিস্টেম

মেটাল ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া