მასალების პლაზმური დამუშავება

2024 ავტორი: Howard Calhoun | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-17 10:32

მრეწველობაში პლაზმის დამუშავების დანერგვამ აღნიშნა ტექნოლოგიური გარღვევა და გადასვლა წარმოების თვისობრივად ახალ დონეზე. პლაზმის სასარგებლო თვისებების სფერო ძალიან ფართოა. უპირველეს ყოვლისა, ეს არის ელექტრონული მოწყობილობების და ნახევარგამტარული მოწყობილობების წარმოება. პლაზმური-ქიმიური ოქროვის გარეშე, თანამედროვე მაღალი ხარისხის პერსონალური კომპიუტერები ძნელად დაინახავდნენ სინათლეს. მაგრამ ეს ყველაფერი არ არის.

იონ-პლაზმური დამუშავება ასევე გამოიყენება ოპტიკასა და მანქანათმშენებლობაში პროდუქტების გასაპრიალებლად, დამცავი საფარის გამოყენებისთვის, ლითონებისა და შენადნობების ზედაპირის დიფუზიური გაჯერებისთვის, აგრეთვე ფოლადის შედუღებისა და ჭრისთვის. ამ ნაშრომში ყურადღება გამახვილებულია შედუღებისა და ჭრის ტექნოლოგიებზე პლაზმის გამოყენებით.

ზოგადი დებულებები

სკოლის ფიზიკის გაკვეთილებიდან ყველამ იცის, რომ მატერია შეიძლება არსებობდეს ოთხ მდგომარეობაში: მყარი, თხევადი, აირი და პლაზმა. კითხვების უმეტესობა ჩნდება ბოლო მდგომარეობის წარმოჩენის მცდელობისას. მაგრამ სინამდვილეში ყველაფერი არც ისე რთულია. პლაზმაც აირია, მხოლოდ მისი მოლეკულებია, როგორც ამბობენ, იონიზირებული (ანუ ელექტრონებისაგან გამოყოფილი). ამ მდგომარეობის მიღწევა შესაძლებელიამრავალი თვალსაზრისით: მაღალი ტემპერატურის ზემოქმედების შედეგად, ასევე ვაკუუმში გაზის ატომების ელექტრონული დაბომბვის შედეგად.

ასეთ პლაზმას დაბალ ტემპერატურას უწოდებენ. პროცესის ეს ფიზიკა გამოიყენება ვაკუუმში პლაზმური დეპონირების განსახორციელებლად (აკრავი, გაჯერება). პლაზმის ნაწილაკების მაგნიტურ ველში მოთავსებით მათ შეიძლება მიეცეს მიმართული მოძრაობა. როგორც პრაქტიკამ აჩვენა, ასეთი დამუშავება უფრო ეფექტურია მექანიკური ინჟინერიის ტექნოლოგიის კლასიკური ოპერაციების რიგ პარამეტრებში (გაჯერება ფხვნილში, ცეცხლმოკიდება, ქრომის ოქსიდზე დაფუძნებული პასტით ჩამოსხმა და ა.შ.)..

პლაზმური მკურნალობის სახეები

ამჟამად პლაზმა აქტიურად გამოიყენება თითქმის ყველა ინდუსტრიაში და ეროვნულ ეკონომიკაში: მედიცინაში, ინჟინერიაში, ინსტრუმენტაციაში, მშენებლობაში, მეცნიერებაში და ასე შემდეგ.

პიონერი პლაზმური ტექნოლოგიის გამოყენებაში იყო ინსტრუმენტაცია. პლაზმის დამუშავების სამრეწველო გამოყენება დაიწყო იონიზებული გაზის თვისებების გამოყენებით ყველა სახის მასალის შესხურებისა და გარსების დასაყენებლად, აგრეთვე არხების ამოსაჭრელად მიკროსქემების მისაღებად. ტექნოლოგიური დანადგარების მოწყობილობის ზოგიერთი მახასიათებლიდან გამომდინარე, განასხვავებენ პლაზმურ-ქიმიურ ჭურჭელს, იონ-ქიმიურ და იონურ-სხივური ჭურვი..

პლაზმის განვითარება წარმოუდგენლად ღირებული წვლილია ტექნოლოგიების განვითარებასა და გაზვიადების გარეშე მთელი კაცობრიობის ცხოვრების ხარისხის გაუმჯობესებაში. გადასასვლელთან ერთადდროთა განმავლობაში გაფართოვდა გაზის იონების გამოყენების სფერო. დღეს კი, პლაზმური დამუშავება (ამა თუ იმ ფორმით) გამოიყენება სპეციალური თვისებების მქონე მასალების შესაქმნელად (სითბოგამძლეობა, ზედაპირის სიხისტე, კოროზიის წინააღმდეგობა და ა.

ეს სია არ შემოიფარგლება მხოლოდ დამუშავებულ ზედაპირზე პლაზმის ზემოქმედებაზე დაფუძნებული ტექნოლოგიების გამოყენებით. ამჟამად პლაზმური შესხურების საშუალებები და მეთოდები აქტიურად მუშავდება სხვადასხვა მასალისა და დამუშავების რეჟიმის გამოყენებით მაქსიმალური მექანიკური და ფიზიკური თვისებების მისაღწევად.

პლაზმური შედუღების არსი

განსხვავებით იონ-პლაზმური გაჯერებისა და შპრიცის დანადგარებისაგან, ამ შემთხვევაში პლაზმური დამუშავება ტარდება მაღალი ტემპერატურის პლაზმის გამოყენებით. ამ მეთოდის ეფექტურობა უფრო მაღალია, ვიდრე ტრადიციული შედუღების მეთოდების გამოყენებისას (ცეცხლი, ელექტრული რკალი, წყალქვეშა შედუღება და ა.შ.). როგორც სამუშაო გაზის ნარევი, როგორც წესი, გამოიყენება ჩვეულებრივი ატმოსფერული ჰაერი წნევის ქვეშ. ამრიგად, ეს ტექნიკა ხასიათდება მოხმარების გაზების ხარჯების არარსებობით.

პლაზმური შედუღების უპირატესობები

ტრადიციულ შედუღებასთან შედარებით, პლაზმური შედუღების აპარატის გამოყენება უფრო უსაფრთხოა. მიზეზი საკმაოდ ნათელია - ატმოსფერული ჟანგბადის გამოყენება ზეწოლის ქვეშ, როგორც სამუშაო აირი. ამჟამად, წარმოებაში უსაფრთხოებას მფლობელები ძალიან დიდ ყურადღებას აქცევენბიზნესები, აღმასრულებლები და მარეგულირებლები.

კიდევ ერთი ძალიან მნიშვნელოვანი უპირატესობა არის შედუღების მაღალი ხარისხი (მინიმალური ჩახშობა, შეღწევადობის ნაკლებობა და სხვა დეფექტები). მიუხედავად იმისა, რომ იმისათვის, რომ ვისწავლოთ როგორ ოსტატურად გამოიყენოთ პლაზმური შედუღების მანქანა, საჭიროა მრავალი თვის პრაქტიკა. მხოლოდ ამ შემთხვევაში შედუღება და მთლიანობაში სახსრები დააკმაყოფილებს მაღალ სტანდარტებს.

ამ ტექნოლოგიას აქვს მრავალი სხვა უპირატესობა. მათ შორის: შედუღების პროცესის მაღალი სიჩქარე (მწარმოებლობა იზრდება), ენერგორესურსების დაბალი მოხმარება (ელექტროენერგია), კავშირის მაღალი სიზუსტე, დეფორმაციისა და დეფორმაციის გარეშე.

პლაზმური საჭრელი მოწყობილობა

პროცესი თავისთავად ძალიან მგრძნობიარეა გამოყენებული მიმდინარე წყაროების მიმართ. აქედან გამომდინარე, ნებადართულია მხოლოდ ძალიან მაღალი ხარისხის და საიმედო ტრანსფორმატორების გამოყენება, რომლებიც აჩვენებენ გამომავალი ძაბვის მუდმივობას. საფეხურიანი ტრანსფორმატორები გამოიყენება მაღალი შეყვანის ძაბვის დაბალ გამომავალ ძაბვაზე გადასაყვანად. ასეთი აღჭურვილობის ღირებულება რამდენჯერმე ნაკლებია, ვიდრე ელექტრული რკალის შედუღების ტრადიციული გადამყვანების ღირებულება. ისინი ასევე უფრო ეკონომიურია.

პლაზმური საჭრელი მოწყობილობა მარტივი გამოსაყენებელია. ამიტომ, თუ მინიმუმ მინიმალური გამოცდილება და უნარ-ჩვევები გაქვთ, შედუღების სამუშაოები თავად შეძლებთ.

პლაზმური შედუღების ტექნოლოგია

მიწოდების ძაბვის მიხედვით, პლაზმური შედუღება იყოფა მიკრო შედუღებად, შედუღებადსაშუალო და მაღალი დენი. თავად პროცესი ეფუძნება ელექტრონზე და შესადუღებელ ზედაპირებზე მაღალი ტემპერატურის პლაზმის მიმართული ნაკადის მოქმედებას. ელექტროდი დნება, რის შედეგადაც წარმოიქმნება მუდმივი შედუღების სახსარი.

პლაზმური ჭრა

პლაზმური ჭრა არის პროცესი, რომლის დროსაც ლითონი იჭრება მის შემადგენელ ნაწილებად მაღალი ტემპერატურის პლაზმის მიმართული ნაკადით. ეს ტექნოლოგია უზრუნველყოფს იდეალურად თანაბარ ხაზს. პლაზმური საჭრელის შემდეგ აღმოიფხვრება პროდუქტების კონტურის დამატებითი დამუშავების აუცილებლობა (იქნება ფურცელი მასალა თუ მილის პროდუქტები).

პროცესი შეიძლება განხორციელდეს როგორც ხელით საჭრელით, ასევე პლაზმური საჭრელი მანქანით ფოლადის ფურცლის ჭრისთვის. პლაზმა წარმოიქმნება, როდესაც ელექტრული რკალი ვრცელდება სამუშაო გაზის ნაკადზე. მნიშვნელოვანი ადგილობრივი გათბობის შედეგად ხდება იონიზაცია (უარყოფითად დამუხტული ელექტრონების გამოყოფა დადებითად დამუხტული ატომებისგან).

პლაზმური ჭრის აპლიკაცია

მაღალტემპერატურული პლაზმის ჭავლს აქვს ძალიან მაღალი ენერგია. მისი ტემპერატურა იმდენად მაღალია, რომ ფაქტიურად აორთქლდება მრავალი ლითონი და შენადნობები მარტივად. ეს ტექნოლოგია ძირითადად გამოიყენება ფოლადის ფურცლების, ალუმინის, ბრინჯაოს, სპილენძის და თუნდაც ტიტანის ფურცლების ჭრისთვის. უფრო მეტიც, ფურცლის სისქე შეიძლება ძალიან განსხვავებული იყოს. ეს არ იმოქმედებს მოჭრის ხაზის ხარისხზე - ის იქნება იდეალურად გლუვი და თანაბარი, ზოლების გარეშე.

თუმცა, უნდა აღინიშნოს, რომ მაღალი ხარისხის და თანაბარიგაჭრა სქელკედლიან მასალასთან მუშაობისას, უნდა გამოიყენოთ პლაზმური საჭრელი მანქანა. ხელის ჩირაღდნის სიმძლავრე არ იქნება საკმარისი 5-დან 30 მილიმეტრამდე სისქის ლითონის მოსაჭრელად.

გაზის ჭრა თუ პლაზმური ჭრა?

მეტალის ჭრის და ჭრის რა სახეობას მიანიჭებს უპირატესობას? რომელია უკეთესი: ჟანგბადის საწვავის ჭრის თუ პლაზმური ჭრის ტექნოლოგია? მეორე ვარიანტი, ალბათ, უფრო მრავალმხრივია, რადგან ის შესაფერისია თითქმის ნებისმიერი მასალისთვის (თუნდაც ამაღლებულ ტემპერატურაზე დაჟანგვისკენ მიდრეკილებისთვის). გარდა ამისა, პლაზმური ჭრა ხორციელდება ჩვეულებრივი ატმოსფერული ჰაერის გამოყენებით, რაც იმას ნიშნავს, რომ არ საჭიროებს ძვირადღირებული სახარჯო მასალის შეძენას. და ჭრის ხაზი მშვენივრად თანაბარია და არ საჭიროებს დახვეწას. ეს ყველაფერი ერთად საგრძნობლად ამცირებს პროდუქტის ღირებულებას და ხდის პროდუქტებს უფრო კონკურენტუნარიანს.

პლაზმური საჭრელი მასალები

გასათვალისწინებელია ის ფაქტი, რომ დამუშავებული ლითონის ან შენადნობის მაქსიმალური დასაშვები სისქე დამოკიდებულია თავად მასალაზე ან მის ხარისხზე. წარმოების მრავალწლიანი გამოცდილებისა და ლაბორატორიული კვლევის გამოცდილებიდან გამომდინარე, ექსპერტები აძლევენ შემდეგ რეკომენდაციებს დამუშავებული მასალების სისქეზე: თუჯის - არაუმეტეს ცხრა სანტიმეტრისა, ფოლადი (მიუხედავად ქიმიური შემადგენლობისა და შენადნობი ელემენტების არსებობისა) - არა. ხუთ სანტიმეტრზე მეტი, სპილენძი და მასზე დაფუძნებული შენადნობები - არაუმეტეს რვა სანტიმეტრი, ალუმინი და მისი შენადნობები - არაუმეტეს 12 სანტიმეტრი.

ყველა ჩამოთვლილი მნიშვნელობა დამახასიათებელია სახელმძღვანელოსთვისდამუშავება. ასეთი შიდა წარმოების ერთეულის მაგალითია Gorynych-ის პლაზმური აპარატი. ის ბევრად იაფია, ვიდრე უცხოური ანალოგები, თუმცა არანაირად არ ჩამოუვარდება და შესაძლოა ხარისხითაც აღემატებოდეს მათ. ბაზარზე წარმოდგენილია ამ მწარმოებლის მოწყობილობების ფართო სპექტრი, რომლებიც შექმნილია სხვადასხვა სამუშაოების შესასრულებლად (სხვადასხვა სისქის ლითონების შიდა შედუღება, ჭრა და შედუღება, მათ შორის). სქელი ფურცლების დამუშავება შესაძლებელია მხოლოდ მაღალი სიმძლავრის მანქანებზე.

არსებული პლაზმური ჭრის მეთოდები

პლაზმური ჭრის ყველა არსებული მეთოდი შეიძლება დაიყოს ჭავლად და რკალად. უფრო მეტიც, საერთოდ არ აქვს მნიშვნელობა ხელის საჭრელი იქნება გამოყენებული თუ CNC პლაზმური საჭრელი და საჭრელი მანქანა. პირველ შემთხვევაში, გაზის იონიზაციისთვის ყველა აუცილებელი პირობა ხორციელდება თავად საჭრელში. ასეთ მოწყობილობას შეუძლია თითქმის ნებისმიერი მასალის დამუშავება (ლითონები და არალითონები). მეორე შემთხვევაში, დამუშავებულ მასალას უნდა ჰქონდეს ელექტრული გამტარობა (წინააღმდეგ შემთხვევაში არ წარმოიქმნება ელექტრული რკალი და მოხდება აირის იონიზაცია).

პლაზმის წარმოქმნის განსხვავებების გარდა, პლაზმური დამუშავება ასევე შეიძლება კლასიფიცირებული იყოს მარტივი (დამხმარე ნივთიერებების გამოყენების გარეშე), წყლით დამუშავებისა და დამცავი გაზის გარემოში დამუშავების ტექნოლოგიური მახასიათებლების მიხედვით.. ბოლო ორი მეთოდი საშუალებას გაძლევთ მნიშვნელოვნად გაზარდოთ ჭრის სიჩქარე და ამავდროულად არ შეგეშინდეთ ლითონის დაჟანგვის.