ફેબ્રિકેટિંગ અને મશીનિંગ UHMW-PE (રોડ અને શીટ …)

અલ્ટ્રા-હાઇ-મોલેક્યુલર-વેઇટ પોલિઇથિલિન (UHMWPE, UHMW) એ થર્મોપ્લાસ્ટિક પોલિઇથિલિનનો સબસેટ છે.હાઇ-મોડ્યુલસ પોલિઇથિલિન તરીકે પણ ઓળખાય છે, (HMPE),…

અલ્ટ્રા હાઇ મોલેક્યુલર વેઇટ પોલિઇથિલિન (UHMW-PE) એ એન્જિનિયરિંગ થર્મોપ્લાસ્ટિક છે જેનું પરમાણુ વજન 3.1 એએમયુ (અણુ સમૂહ એકમો) કરતા વધારે છે.ઉચ્ચ પરમાણુ વજન અસંખ્ય મહત્વપૂર્ણ ભૌતિક ગુણધર્મોને વધારે છે, જેમાંથી ઓછામાં ઓછું ઉત્કૃષ્ટ ઘર્ષણ પ્રતિકાર, ઉચ્ચ અસરની શક્તિ અને ઘર્ષણનો ઓછો ગુણાંક નથી.વધુમાં, પોલિમરમાં સારી રાસાયણિક પ્રતિકાર, ઉત્તમ અવાજને ભીના કરવાની લાક્ષણિકતાઓ, શ્રેષ્ઠ ડાઇલેક્ટ્રિક અને ઇલેક્ટ્રિકલ ઇન્સ્યુલેટીંગ ગુણધર્મો છે અને તે ભેજને શોષી શકતું નથી.

આ ગુણધર્મો, મશીનિંગની સરળતા સાથે સંયોજનમાં, UHMW-PE, એક ખર્ચ-અસરકારક સામગ્રી બનાવે છે જે ખોરાકના સીધા સંપર્ક માટે FDA અને USDA જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરે છે, તેનો ખોરાક, પીણા, તબીબી અને ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.UHMW-PE ની બિન છિદ્રાળુ ગુણવત્તા ફૂગ અથવા બેક્ટેરિયાના વિકાસને અટકાવે છે.UHMW-PE નો કાપડ, રાસાયણિક પ્રક્રિયા, પલ્પ અને કાગળ, ખાણકામ, દરિયાઈ, સ્ટીલ, પાણી અને ગટર વ્યવસ્થા, બલ્ક મટિરિયલ હેન્ડલિંગ અને કૃષિ ઉદ્યોગોમાં પણ વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે.

કલરન્ટ્સ, યુવી અને હીટ સ્ટેબિલાઇઝર્સ, એન્ટિ-સ્ટેટિક એજન્ટ્સ, વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક ફિલર્સ અને ઘર્ષણ-ઘટાડી લુબ્રિકન્ટ્સ જેવા ઉમેરણોના ઉપયોગ દ્વારા UHMW-PE ગુણધર્મોને વધારી શકાય છે.ધાતુ અથવા અયસ્કનો ઉપયોગ વજન વધારવા અને પોલિમરને ચુંબકીય રીતે શોધી શકાય તેવું બનાવવા માટે કરી શકાય છે, જ્યારે અન્ય ફિલર પર્યાવરણીય ઓપરેટિંગ તાપમાનમાં વધારો કરે છે.

કારણ કે UHME-PE એ અર્ધ-સ્ફટિકીય પોલિમર છે, તે કમ્પ્રેશન મોલ્ડિંગ અથવા રેમ એક્સટ્રુઝન દ્વારા સિન્ટર થયેલ હોવું જોઈએ.મશીનિંગ પહેલાં, એનિલિંગ, સિન્ટરિંગને કારણે તણાવયુક્ત પ્રક્રિયાને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે.ફિનિશ્ડ મશીનવાળા ભાગોને પણ એન્નીલ કરી શકાય છે, પરંતુ એન્નીલિંગ દરમિયાન સંકોચન માટે પરવાનગી આપવા માટે આવા ભાગોને ઠંડક પ્રક્રિયા દરમિયાન ફિક્સ્ચર કરવા જોઈએ.તાણથી રાહત આપતા પહેલા રફ મશીનિંગ કરવું જોઈએ જેથી અંતિમ મશીનિંગ દરમિયાન પરિમાણીય ફેરફારોને સમાવી શકાય.

પરિમાણીય રીતે સ્થિર ભાગો બનાવવા માટે પ્રમાણભૂત શીટ્સ, સળિયા અને ટ્યુબમાં ઉપલબ્ધ છે, UHMW-PE ને કરવત, મિલ્ડ, ટર્ન, પ્લેન, ડ્રિલ્ડ અથવા પંચ કરી શકાય છે.કટીંગ ટૂલ્સમાં ઊંચો રેક એંગલ હોવો જોઈએ અને ક્લોગિંગને રોકવા માટે પૂરતું જહાજ ક્લિયરન્સ હોવું જોઈએ.ફીડનો દર ઊંચો હોવો જોઈએ જેથી કટિંગ ટૂલને ઘર્ષણ દ્વારા સામગ્રીને ગરમ કરવા માટે ઓછામાં ઓછો સમય આપવામાં આવે.ટૂલ્સને તીક્ષ્ણ રાખવા માટે કાળજી લેવી જોઈએ કારણ કે UHMW-PE ટૂલની કટીંગ કિનારીઓને ઝડપથી નીરસ કરી શકે છે, જેનાથી ભાગ વિકૃતિ થાય છે.યોગ્ય કટીંગ ટૂલ્સનો ઉપયોગ કરીને ઉચ્ચ ગુણવત્તાની સપાટીની પૂર્ણાહુતિ મેળવી શકાય છે, જોકે ફાઇલિંગ અથવા સેન્ડિંગ દ્વારા નબળી પૂર્ણાહુતિને સુધારવાના પ્રયાસો સામાન્ય રીતે દેખાવને બગડવા તરફ દોરી જાય છે.

મોટાભાગની મશીનિંગ પ્રક્રિયાઓ +/-.005 અને +/-.010 વચ્ચેની સહનશીલતા ધરાવે છે.જો કે, લંબાઇમાં કાપવાની સ્ટ્રીપ્સ વધુ સામાન્ય રીતે +/-.030 હશે કારણ કે રેખીય થર્મલ વિસ્તરણ અને સંકોચન UHMW-PE એક ભાગની લંબાઈને પર્યાવરણીય ફેરફારો માટે સંવેદનશીલ બનાવે છે.

મશીનિંગ પ્રક્રિયાઓ

સોઇંગ: ગોળાકાર સોઇંગ માટે, કાર્બાઇડ-ટીપ્ડ બ્લેડ શ્રેષ્ઠ પરિણામો આપે છે.12-14” વ્યાસની બ્લેડમાં લગભગ 24 દાંત હોવા જોઈએ.ફીડની ઝડપ 10 થી 40 ફીટ પ્રતિ મિનિટ સુધીની હોઈ શકે છે.બેન્ડ સોઇંગ માટે ઇંચ દીઠ ત્રણ દાંત સાથે બ્લેડ, રેકર સેટ અને પોઝિટિવ રેક એન્જલની ભલામણ કરવામાં આવે છે.ફીડની ઝડપ 10 થી 40 ફીટ પ્રતિ મિનિટ સુધીની હોય છે.

ટર્નિંગ: 10” ફ્રન્ટ અને સાઇડ ક્લિયરન્સ અને 15-30” રેક સાથે હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ ટૂલ બિટ્સનો ઉપયોગ કરો.600 અને 1,000 ફીટ પ્રતિ મિનિટની નીચી કટીંગ ઝડપ જરૂરી છે.જો કે, મશીનની ચિપ્સને સાફ રાખવા માટે ઘણી વખત ઊંચા આરપીએમ પર ચાલવું જરૂરી છે.કટીંગ પ્રવાહી જરૂરી ન હોવા જોઈએ, પરંતુ સંકુચિત હવાનો વિસ્ફોટ ક્યારેક ચિપને દૂર કરવામાં મદદ કરશે.UHMW-PE માં નજીકની સહિષ્ણુતા અથવા ખૂબ જ પાતળી દિવાલવાળો ભાગ હાંસલ કરવાનો પ્રયાસ કરતી વખતે, પાસમાં મશીન.પ્રથમ પાસ પરની મોટાભાગની સામગ્રીને દૂર કરો, પછી ભાગને બેસીને રાતોરાત આરામ કરવા દો.

મિલિંગ: એલ્યુમિનિયમના મશીનિંગ માટે રચાયેલ કટર શ્રેષ્ઠ પરિણામો આપે છે.600 થી 1,800 ફીટ પ્રતિ મિનિટની કટીંગ સ્પીડ સૂચવવામાં આવે છે, જેનો દર ક્રાંતિ દીઠ આશરે 0.01 ઇંચ છે.રાઉટર બિટ્સ સ્લોટિંગ અને લાઇટ મિલિંગ માટે સારી રીતે કામ કરે છે.

પ્લાનિંગ: વુડ પ્લેનર્સ સરળતાથી જાડાઈ ઘટાડે છે અને UHMW-PE ની સપાટીને સાચી બનાવે છે.તીક્ષ્ણ બ્લેડ સાથેનું કઠોર મશીન ખૂબ જ કાર્યક્ષમ સ્ટોક દૂર કરશે અને સપાટીને સારી રીતે પૂર્ણ કરશે.UHMW-PE મશિન કરતી વખતે વિકૃત થવાની સંભાવનાને ઘટાડવા માટે, શીટની દરેક બાજુથી ઇચ્છિત જાડાઈનો અડધો ભાગ ગોઠવો.

ડ્રિલિંગ: પરંપરાગત હાઇ-સ્પીડ ડ્રીલ્સ મોટાભાગની ડ્રિલિંગ એપ્લિકેશન્સ માટે પર્યાપ્ત છે.શ્રેષ્ઠ કામગીરી માટે, પોલિશ્ડ વાંસળી સાથે ખાસ લો હેલિક્સ ડ્રીલનો ઉપયોગ કરો.UHMW-PE માટે મોટા છિદ્રને ડ્રિલ કરતા પહેલા પાઇલટ છિદ્રો ડ્રિલ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવતી નથી, કારણ કે તેના ગુણધર્મો ડ્રિલને પકડે છે અને સામગ્રીમાં ખેંચે છે.

ગ્રાઇન્ડિંગ/સેન્ડિંગ: UHMW-PE ના ઘર્ષણ પ્રતિરોધક ગુણધર્મોને લીધે, ગ્રાઇન્ડિંગ અને સેન્ડિંગ સામાન્ય રીતે બિનઅસરકારક હોય છે.વાસ્તવમાં, ગ્રાઇન્ડીંગને કારણે સામગ્રી ઓગળી શકે છે અને સમીયર થઈ શકે છે, જેના પરિણામે ગ્રાઇન્ડીંગ વ્હીલ ચોંટી જાય છે.

કાચ અથવા મેટાલિક ઓક્સાઇડ જેવા ઉમેરણો સાથે સંશોધિત UHMW-PE ટુલ લાઇફમાં પરિણમશે.જો કે કાર્બાઇડ ટૂલ્સ ટૂલમાં જીવન ઉમેરશે, તેને વધુ ઝડપ અને ફીડ્સની જરૂર છે.ઘર્ષક ઉમેરણોની ખૂબ ઊંચી ટકાવારી સાથેની કેટલીક સામગ્રી કોઈપણ પદ્ધતિ દ્વારા મશીનિંગ માટે અવ્યવહારુ છે.

રચના અને વેલ્ડીંગ

UHMW-PE સરળ વળાંક અને ખૂણાઓ બનાવવા માટે કામ પર ગરમ-રચના કરી શકાય છે જે ઇન્સ્ટોલેશનની સુવિધા આપે છે.ટોર્ચ, ઇલેક્ટ્રિક હીટર, પકાવવાની નાની ભઠ્ઠી અથવા સ્નાન - કોઈપણ પદ્ધતિ પસંદ કરવામાં આવે તે મહત્વનું નથી - સાવચેતીનો ઉપયોગ કરવો જોઈએ અને સામગ્રીને વધુ ગરમ ન કરવા માટેના દરેક પ્રયાસો કરવા જોઈએ.UHMW-PE, કોઈપણ પ્લાસ્ટિકની જેમ, અયોગ્ય પરિસ્થિતિઓમાં બળી જશે.વધુમાં, UHMW-PE ની ઊંચી ગરમી જાળવી રાખવાની લાક્ષણિકતાઓને કારણે સંપૂર્ણ ઠંડક ચક્ર હીટિંગ સાયકલ કરતાં કંઈક અંશે લાંબુ હશે.ઠંડક કોંક્રિટ અથવા ધાતુની સપાટી પર થવી જોઈએ નહીં કારણ કે પ્રક્રિયા ખૂબ ઝડપી હશે અને સામગ્રીમાં વધારાનો તણાવ દાખલ કરી શકે છે.વધારાની ભલામણ એ છે કે સામગ્રીને ફાઇબરગ્લાસ જેવી સામગ્રીમાંથી બનાવેલ ઇન્સ્યુલેશન બ્લેન્કેટથી આવરી લેવી.

જ્યારે વણાંકો અને ખૂણાઓ ફિટ કરવાની જરૂર હોય ત્યારે ઠંડા-રચના UHMW-PE નો ઉપયોગ વારંવાર કરવામાં આવે છે.બ્રેક પ્રેસનો ઉપયોગ કરવો, રોલિંગ, હેન્ડફોર્મિંગ અથવા પીસને સ્થાને દોરવા અને બનાવવા માટે બોલ્ટ્સનો ઉપયોગ કરવો, UHMW-PE ની સ્પ્રિંગબેક અસરની ભરપાઈ કરવા માટે કોણ અને વળાંકો 75 થી 100 ટકા જેટલા વધુ વળેલા હોવા જોઈએ.જ્યારે ઠંડી પડતી હોય ત્યારે 3/8” અથવા પાતળી શીટ્સનો ઉપયોગ કરીને તણાવની તિરાડોની સંભાવના ઘટાડી શકાય છે.

સ્પિન અથવા ઘર્ષણયુક્ત વેલ્ડીંગ 550 થી 560 rpm સક્ષમ પ્રમાણભૂત મશીન લેથનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે જે બ્રેક લાગુ કરવામાં આવે છે તે તુરંત ચાલુ કરવાનું બંધ કરવાની ક્ષમતા સાથે અને ¼” સ્ટીલની મેટલ બેકઅપ પ્લેટ, જેનો વ્યાસ ફ્લેંજ કરતા થોડો ઓછો હોય છે. OD.પાઈપને સેવામાં મૂકતા પહેલા આ પ્રકારના વેલ્ડને 48 કલાકની સંપૂર્ણ સ્ફટિકીકરણની જરૂર પડે છે.

સપાટ શીટ્સને લાંબા ટુકડાઓ અથવા કોઇલમાં જોડવા માટે બટ્ટ અથવા હોટ પ્લેટ વાઇલ્ડિંગ માટે મેટલ હીટિંગ ટૂલનો ઉપયોગ કરવો જરૂરી છે, જે નોન-સ્ટીક એજન્ટ સાથે કોટેડ છે, જે પોલિમરને પીગળેલી સ્થિતિમાં લાવવા માટે જરૂરી તાપમાન સુધી પહોંચવામાં સક્ષમ છે.આ પ્રક્રિયામાં મૂળ સામગ્રીની મજબૂતાઈના 85 થી 100 ટકાની વચ્ચેની મજબૂતાઈ સાથે સમાન વેલ્ડ્સ હાંસલ કરવા માટે ખાસ વાઈલ્ડિંગ સાધનોના ઉપયોગની જરૂર પડે છે.

એડહેસિવ્સ

ઘર્ષણનો નીચો ગુણાંક, UHMW-PE ની બિન-છિદ્રાળુ સપાટી કોઈપણ એડહેસિવ માટે પોલિમરમાં પ્રવેશવું અને બોન્ડ બનાવવું મુશ્કેલ બનાવે છે.UHMW-PE ને વિવિધ સબસ્ટ્રેટ્સ સાથે બોન્ડ કરવા માટે ભલામણ કરેલ પ્રક્રિયાઓ માટે તમારા એડહેસિવ સપ્લાયરની સલાહ લો, જો કે મોટાભાગની એપ્લિકેશનો માટે યાંત્રિક ફાસ્ટનર્સની ભલામણ કરવામાં આવે છે.