विमान उद्योगासाठी उपयुक्त टूल

 

विमान उद्योगांत हलक्या वजनाच्या, ताकद आणि वजनाचे उच्च गुणोत्तर असलेल्या पर्यायी वस्तुंचा वापर आणि एकात्मिक (इंटिग्रेटेड) बांधणी करण्याकडे कल वाढत चालला आहे. विमान उद्योगाकडून अनेक यंत्रभाग सक्षम पुरवठादारांकडे उत्पादनासाठी सोपविले जात आहेत. ग्राहक वजनाने हलके असलेल्या मटेरियलपासून उच्च उत्पादकतेने एकात्मिक बांधणी करू शकणाऱ्या पुरवठादारांच्या शोधात आहेत. या सर्व प्रकारात यंत्रणातील उत्पादकता सगळ्यात आव्हानात्मक गोष्ट ठरत आहे.

 

 

 

जागतिक विमान उद्योग अमेरिका आणि युरोपियन देशांच्या अधिपत्याखाली असून, त्यातील बहुतांश अग्रणी कंपन्या व्यापार आणि संरक्षणासाठी लागणाऱ्या विमानांच्या उत्पादनात आहेत. विमान उद्योगामध्ये महत्त्वाच्या असलेल्या टप्प्यांमध्ये विशेष दीर्घ मुदतीचे संशोधन, अभियांत्रिकी आरेखन, उत्पादन आणि विक्री पश्चात सेवा यांचा प्रामुख्याने अंतर्भाव होतो. उच्च क्षमतेची तांत्रिक सुरक्षा या क्षेत्रामध्ये अत्यावश्यक असल्याने संशोधन आणि विकासामध्ये लागणारी प्रचंड गुंतवणूक आणि गुणवत्ता नियंत्रण हे महत्त्वाचे मुद्दे आहेत. विमान उद्योगासाठी उत्पादन करणारे अनेकजण कच्च्या मालाचे वाढते भाव, डॉलरचे बदलणारे मूल्यांकन, आशियाई ग्राहकांची वाढती मागणी आणि उत्पादन पुरविण्यास लागणारा कालावधी या गोष्टी प्रामुख्याने समोर ठेवून आपल्या यंत्रणेची पुनर्बांधणी करीत आहेत.

 

विमानामधील स्ट्रक्चरल भागांचे यंत्रण करताना एकूण काढाव्या लागणाऱ्या मटेरियलपैकी सुमारे 85% मटेरियल मिलिंग प्रक्रियेने काढता येते. उदाहरणार्थ, विमानाचे पंख. यामध्ये 95% मटेरियलवर मिलिंग प्रक्रिया करून पंख तयार केले जातात, ज्यामुळे त्याच्या बांधणीची (स्ट्रक्चर) ताकद (चित्र क्र. 1) कायम ठेवता येते. अशा प्रकारच्या पंखांच्या यंत्रणामध्ये मटेरियल काढून टाकण्याचा वेग, अतिशय कमी जाडी आणि त्या कमी जाडीचा सगळीकडे ठेवावा लागणारा सारखेपणा, तसेच ते मटेरियल वाकू नये यासाठी घ्यावी लागणारी काळजी या गोष्टी फार आव्हानात्मक असतात. 

 

 

 

ग्राहकांना अशा प्रकारच्या मिलिंग प्रक्रियेमध्ये F135HP रफ मिलिंगसाठी आणि F136HP फिनिश मिलिंगसाठी असे दोन एंड मिल कटरचे पर्याय टोटेम फोर्ब्स सुचविते. (तक्ता क्र.1)

 

 

 

हे मटेरियल उच्च उष्णता प्रतिबंधक क्षमता असलेले मिश्रधातू (अलॉय) आहे. 5400 सें. तापमानापर्यंत यांचे चांगल्या प्रकारे यंत्रण होऊ शकते. हे मिश्रधातू गंज, ऑक्सिडेशन, क्रीप विरोधक असल्यामुळे विमानाच्या इंजिनमध्ये (चित्र क्र. 2) असलेल्या यंत्रभागांसाठी अशा प्रकारचे गंजरोधक मिश्रधातू अतिशय चांगल्या पद्धतीने काम करतात. इन्कोनेल आणि वास्प अलॉय त्यांच्या उष्णतारोधक आणि ताणरोधक गुणधर्मामुळे अनेक वर्षांपासून या उद्योगामध्ये विेशासाने वापरले जात आहेत. सुपर अलॉयचे

 

 

• निकेल बेस

• कोबाल्ट बेस

• आयर्न बेस

• आयर्न निकेल बेस

 

सुपर अलॉयचे यंत्रण करतानाची आव्हाने 

• या प्रकारच्या मिश्रधातुची उष्णता वहनक्षमता (थर्मल कंडक्टिव्हिटी) कमी असल्याने यंत्रण करत असताना टूल टिपवर प्रचंड प्रमाणात उष्णता निर्माण होते. ज्यामुळे तापमान वाढून टूल टिप बोथट होते. त्याचा परिणाम यंत्रणाच्या वेगावर होऊन टूलचे आयुष्य कमी होते.

• या मिश्रधातूमध्ये कठीण ॲब्रेझिव्ह कम्पाउंड आणि कार्बाइड असल्यामुळे टूल टिपचे ॲब्रेझिव्ह तुटते.

• निकेल अलॉयमध्ये उच्च क्षमतेचे कठिणीकरण केल्यामुळे (हाय कपॅसिटी वर्क हार्डनिंग) त्याचा कापाच्या खोलीच्या नॉचिंगवर परिणाम होतो. त्यामुळे कार्यवस्तूवर बर तयार होते.

• अशा प्रकारच्या यंत्रणामध्ये तयार झालेली चिप सलग आणि कठीण असते. त्यामुळे चिप नियंत्रक भूमितीची आवश्यकता असते.

 

वरील सर्व आव्हानांचा विचार करून टोटेम फोर्ब्सने पीव्हीडी लेपन असलेले पॉझिटिव्ह रेकसहित कार्बाइड टूल उपलब्ध केले आहेत. यामुळे उच्च सरकवेगाने यंत्रण करता येते. तसेच कापाच्या जास्त खोलीमुळे (हाय डेप्थ ऑफ कट) हार्डनिंग परिणाम टाळता येतो. उच्च क्षमतेच्या सेंटर कटिंग 5, 4, 3, 2 फ्ल्यूटचे एंड मिल, एक्झॉटिक मटेरियलच्या रफ आणि फिनिश यंत्रणासाठी तयार केले आहेत.

 

वजन आणि ताकदीचे गुणोत्तर आणि उच्च तापमानरोधकता यामुळे टायटॅनिअमचा वापर विमान उद्योगात मोठ्या प्रमाणावर केला जात आहे. टायटॅनिअमचे यंत्रण त्याच्या फोर्ज्ड अवस्थेत करतात आणि एकूण यंत्रण प्रक्रियेमध्ये 90 टक्क्यांपर्यंत हिस्सा मिलिंग प्रक्रियेचा असतो. टायटॅनिअमवर जलद गतीने रासायनिक प्रक्रिया होऊ शकते. त्यामुळे यंत्रण करताना निघणारी चिप त्या टूलला चिकटून बसण्याची (बिल्टअप एज)शक्यता असते. यामुळे टूल लवकर खराब होते. शिवाय कमी उष्णतावहनामुळे यंत्रण करत असताना टूल टिपचे तापमान वाढून ते विस्थापित (डिफॉर्म) होते.

 

• कमी यंत्रण वेग असतानाही टूलचे आयुष्य कमी मिळते.

• उच्च रासायनिक प्रक्रियेमुळे यंत्रण करताना निघणारी चिप टूलला गुंडाळली जाते किंवा टूलवर वेल्ड होते.

• कमी उष्णतावहन होत असल्यामुळे यंत्रण होत असताना टूलचे तापमान वाढते.

• लो इलॅस्टिक मोड्युलस सहजपणे कार्यवस्तुचा आकार बिघडवितो.

• यंत्रण करताना कार्यवस्तू लगेच कठीण होते. 

 

टायटॅनिअमचे यंत्रण करताना वरील समस्या येत असलेल्या एका ग्राहकाला दिलेल्या पर्यायाचे तपशील तक्ता क्र. 2 मध्ये दिले आहेत, तर टूल चित्र क्र. 3 मध्ये दाखविले आहे.

 

 

 

 

• ग्राहक : विमानांच्या भागांचे उत्पादक

• यंत्रभाग : विमान उद्योगासाठीचा भाग

• मटेरियल : 3.7165 (Ti6-Al4V)

• कोड : FBK0505846

 

साधारण एका दशकापासून विमान उद्योगामध्ये केबिनचे अंतर्गत (इंटेरिअर) भाग, पृष्ठ (सरफेस) आदींसाठी कॉम्पोझिट मटेरियल वापरले जाते. कॉम्पोझिट मटेरियलमध्ये भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म वेगळे असलेल्या दोन किंवा अधिक मटेरियलचे एकत्रीकरण केलेले असते. यातील महत्त्वाची बाब म्हणजे प्रत्येक मटेरियलचे फायबर थर देण्याचे तंत्र, रेझिन आणि क्युरिंग प्रक्रिया वेगवेगळी असल्यामुळे जोडणी करताना उत्पादकतेमध्ये सातत्य राखता येत नाही. कॉम्पोझिट मटेरियल वापरून अतिशय क्लिष्ट भाग, ॲसेम्ब्ली तयार करतात. त्या एकमेकांना किंवा ॲल्युमिनिअम, टायटॅनिअमसारख्या दुसऱ्या स्ट्रक्चरल भागाला जोडलेल्या असल्या पाहिजेत.

 

कार्बन फायबर आणि रेझिन मिळून कार्बन फायबर रिएन्फोर्सड् पॉलिमर नावाचे एक नवीन मटेरियल तयार करण्यात आले आहे. वजन आणि ताकद गुणोत्तर, टिकाऊपणा आणि अतिउच्च गंज रोधकता या गुणधर्मामुळे कार्बन फायबर रिएन्फोर्सड् पॉलिमर विमानाच्या मूळ सांगाड्यासाठी उदाहरणार्थ, पंख आणि एअरक्राफ्ट हल अशा ठिकाणी वापरले जाते. विमान उद्योगासाठी फोर्ब्सने त्यांच्या अनेक वर्षांच्या अनुभवातून आणि अनेक प्रकारच्या चाचणीतून ग्लास आणि कार्बन फायबर रिएन्फोर्सड् मटेरियलसाठी एक इंटिग्रेटेड एंड मिल हाय एंड प्रोग्रॅम तयार केला आहे.

 

ग्लास फायबरसह नायलॉन FBK0506012 या कॉम्पोझिट मटेरियलचे यंत्रण प्रभावीपणे करण्यासाठी एका ग्राहकाला टोटेम फोर्ब्सने दिलेल्या पर्यायाचे तपशील तक्ता क्र. 3 मध्ये दिले आहेत.

 

 

 

कॉम्पोझिट मटेरियलच्या यंत्रणासाठी आम्ही दोन विशेष टूल (चित्र क्र. 4) उपलब्ध केली आहेत. त्यामध्ये सेंटर कटिंगसाठी कोपऱ्याला योग्य त्रिज्या दिलेले डायमंड टिप असलेले एंड मिल आणि बॉल नोज कटर आहे.

 

 

 

उद्योगांची आणि ग्राहकांची गरज लक्षात घेऊन टोटेम फोर्ब्स नेहमीच योग्य टूलिंगचे पर्याय देत असते. भारतीय बनावटीची ही टूल सर्व प्रकारच्या क्लिष्ट आणि अचूक कामासाठी वापरली जातात.

 

 

 

 

 

 

प्रीतम आर्यनवेथील यांत्रिकी अभियंते असून, त्यांना विक्री आणि विपणन क्षेत्रातील प्रदीर्घ अनुभव आहे. सध्या ते ‘फोर्ब्स अँड कंपनी लि.’मध्ये प्रॉडक्ट मॅनेजर आहेत.