ای بی ایم مشیننگ اور الیکٹران بیم مشیننگ

In ELECTRON-BEAM MACHINING (EBM) ہم نے ہائی ویلوسٹی میٹریل کو بنایا ہے جو کہ الیکٹران کو مرتکز ہونے کے لیے کام کرنے کے لیے تیز رفتاری سے کام کرتے ہیں۔ اس طرح EBM ایک قسم کی HIGH-ENERGY-BEAM MACHINING technique ہے۔ الیکٹران-بیم مشیننگ (EBM) کو مختلف قسم کی دھاتوں کو بہت درست کاٹنے یا بور کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ سطح کی تکمیل بہتر ہے اور کرف کی چوڑائی دیگر تھرمل کاٹنے کے عمل کے مقابلے میں کم ہے۔ EBM-مشیننگ کے آلات میں الیکٹران بیم الیکٹران بیم گن میں تیار ہوتے ہیں۔ الیکٹران-بیم مشیننگ کی ایپلی کیشنز لیزر-بیم مشیننگ سے ملتی جلتی ہیں، سوائے اس کے کہ EBM کو اچھے ویکیوم کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس طرح ان دو عملوں کو الیکٹرو آپٹیکل تھرمل عمل کے طور پر درجہ بندی کیا گیا ہے۔ ای بی ایم کے عمل کے ساتھ مشینی ہونے والی ورک پیس الیکٹران بیم کے نیچے واقع ہے اور اسے ویکیوم میں رکھا جاتا ہے۔ ہماری EBM مشینوں میں الیکٹران بیم گنوں کو روشنی کے نظام اور دوربینیں بھی فراہم کی جاتی ہیں تاکہ بیم کو ورک پیس کے ساتھ سیدھ میں کیا جاسکے۔ ورک پیس کو سی این سی ٹیبل پر نصب کیا جاتا ہے تاکہ بندوق کے CNC کنٹرول اور بیم ڈیفلیکشن فنکشنلٹی کا استعمال کرتے ہوئے کسی بھی شکل کے سوراخوں کو مشین بنایا جا سکے۔ مواد کے تیز بخارات کو حاصل کرنے کے لیے، بیم میں طاقت کی پلانر کثافت ممکنہ حد تک زیادہ ہونی چاہیے۔ 10exp7 W/mm2 تک کی قدریں اثر کی جگہ پر حاصل کی جا سکتی ہیں۔ الیکٹران اپنی حرکی توانائی کو بہت چھوٹے علاقے میں حرارت میں منتقل کرتے ہیں، اور شہتیر سے متاثر ہونے والا مواد بہت کم وقت میں بخارات بن جاتا ہے۔ سامنے کے اوپری حصے میں پگھلا ہوا مواد، نچلے حصوں میں بخارات کے زیادہ دباؤ سے کٹنگ زون سے نکال دیا جاتا ہے۔ ای بی ایم کا سامان الیکٹران بیم ویلڈنگ مشینوں کی طرح بنایا گیا ہے۔ الیکٹران بیم مشینیں عام طور پر 50 سے 200 کے وی کی رینج میں وولٹیج کا استعمال کرتی ہیں تاکہ الیکٹران کو روشنی کی رفتار (200,000 کلومیٹر فی سیکنڈ) کے تقریباً 50 سے 80 فیصد تک تیز کیا جا سکے۔ مقناطیسی لینز جن کا فنکشن لورینٹز فورسز پر مبنی ہے وہ الیکٹران بیم کو ورک پیس کی سطح پر مرکوز کرنے کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں۔ کمپیوٹر کی مدد سے، برقی مقناطیسی انحراف کا نظام ضرورت کے مطابق شہتیر کو پوزیشن میں رکھتا ہے تاکہ کسی بھی شکل کے سوراخ کیے جا سکیں۔ دوسرے لفظوں میں، الیکٹران-بیم-مشیننگ کے سامان میں مقناطیسی لینز شہتیر کو شکل دیتے ہیں اور انحراف کو کم کرتے ہیں۔ دوسری طرف اپرچرز صرف کنورجنٹ الیکٹرانوں کو کنارے سے مختلف کم توانائی والے الیکٹرانوں کو گزرنے اور پکڑنے کی اجازت دیتے ہیں۔ ای بی ایم مشینوں میں یپرچر اور مقناطیسی لینز اس طرح الیکٹران بیم کے معیار کو بہتر بناتے ہیں۔ EBM میں بندوق پلس موڈ میں استعمال ہوتی ہے۔ ایک پلس کا استعمال کرتے ہوئے پتلی چادروں میں سوراخ کیے جا سکتے ہیں۔ تاہم موٹی پلیٹوں کے لیے متعدد دالوں کی ضرورت ہوگی۔ عام طور پر 50 مائیکرو سیکنڈ سے کم سے کم 15 ملی سیکنڈ تک پلس کے دورانیے کو تبدیل کرنا استعمال کیا جاتا ہے۔ ہوا کے مالیکیولز کے ساتھ الیکٹران کے تصادم کو کم کرنے کے لیے جس کے نتیجے میں بکھرتے ہیں اور آلودگی کو کم سے کم رکھنے کے لیے، ویکیوم کا استعمال EBM میں کیا جاتا ہے۔ ویکیوم پیدا کرنا مشکل اور مہنگا ہے۔ خاص طور پر بڑی مقداروں اور چیمبروں کے اندر اچھا ویکیوم حاصل کرنا بہت ضروری ہے۔ اس لیے EBM چھوٹے حصوں کے لیے بہترین موزوں ہے جو مناسب سائز کے کمپیکٹ ویکیوم چیمبرز میں فٹ ہوتے ہیں۔ EBM کی گن کے اندر ویکیوم کی سطح 10EXP(-4) سے 10EXP(-6) Torr کے درمیان ہے۔ کام کے ٹکڑے کے ساتھ الیکٹران بیم کا تعامل ایکس رے پیدا کرتا ہے جس سے صحت کو خطرہ لاحق ہوتا ہے، اور اس لیے اچھی تربیت یافتہ اہلکاروں کو EBM کا سامان چلانا چاہیے۔ عام طور پر، EBM-Machining کا استعمال 0.001 انچ (0.025 ملی میٹر) قطر تک چھوٹے سوراخوں اور 0.250 انچ (6.25 ملی میٹر) تک موٹی مواد میں 0.001 انچ تک تنگ سلاٹس کے لیے کیا جاتا ہے۔ خصوصیت کی لمبائی وہ قطر ہے جس پر بیم فعال ہے۔ EBM میں الیکٹران بیم کی خصوصیت کی لمبائی دسیوں مائیکرون سے ملی میٹر تک ہو سکتی ہے جو بیم کے فوکس کرنے کی ڈگری پر منحصر ہے۔ عام طور پر، ہائی انرجی فوکسڈ الیکٹران بیم کو 10 - 100 مائکرون کے اسپاٹ سائز کے ساتھ ورک پیس پر ٹکرانے کے لیے بنایا جاتا ہے۔ ای بی ایم 15 ملی میٹر تک گہرائی کے ساتھ 100 مائیکرون سے 2 ملی میٹر کے قطر کے سوراخ فراہم کر سکتا ہے، یعنی تقریباً 10 کے گہرائی/قطر کے تناسب کے ساتھ۔ ڈی فوکسڈ الیکٹران بیم کی صورت میں، بجلی کی کثافت 1 تک کم ہو جائے گی۔ واٹ/ملی میٹر 2۔ تاہم فوکسڈ بیم کی صورت میں بجلی کی کثافت دسیوں kW/mm2 تک بڑھائی جا سکتی ہے۔ موازنے کے طور پر، لیزر بیم کو 10 - 100 مائکرون کے اسپاٹ سائز پر فوکس کیا جا سکتا ہے جس کی پاور کثافت 1 MW/mm2 ہے۔ الیکٹریکل ڈسچارج عام طور پر چھوٹے اسپاٹ سائز کے ساتھ سب سے زیادہ پاور کثافت فراہم کرتا ہے۔ بیم کرنٹ کا براہ راست تعلق بیم میں دستیاب الیکٹرانوں کی تعداد سے ہے۔ الیکٹران-بیم-مشیننگ میں بیم کرنٹ 200 مائیکرو ایمپیئر سے 1 ایمپیئر تک کم ہو سکتا ہے۔ EBM کی بیم کرنٹ اور/یا نبض کا دورانیہ بڑھنا براہ راست فی نبض توانائی کو بڑھاتا ہے۔ ہم موٹی پلیٹوں پر بڑے سوراخ کرنے کے لیے 100 J/pulse سے زیادہ میں اعلی توانائی والی دالیں استعمال کرتے ہیں۔ عام حالات میں، EBM-مشیننگ ہمیں گڑ سے پاک مصنوعات کا فائدہ فراہم کرتی ہے۔ الیکٹران-بیم-مشیننگ میں مشینی خصوصیات کو براہ راست متاثر کرنے والے عمل کے پیرامیٹرز یہ ہیں:

 

ایکسلریشن وولٹیج

 

• بیم کرنٹ

 

• نبض کا دورانیہ

 

• توانائی فی نبض

 

• پاور فی نبض

 

• لینس کرنٹ

 

• جگہ کا سائز

 

• بجلی کی کثافت

 

الیکٹران-بیم-مشیننگ کا استعمال کرتے ہوئے کچھ فینسی ڈھانچے بھی حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ گہرائی یا بیرل کی شکل کے ساتھ سوراخوں کو ٹیپر کیا جا سکتا ہے۔ سطح کے نیچے بیم کو فوکس کرکے، ریورس ٹیپرز حاصل کیے جاسکتے ہیں۔ اسٹیل، سٹین لیس سٹیل، ٹائٹینیم اور نکل سپر اللویز، ایلومینیم، پلاسٹک، سیرامکس جیسے مواد کی ایک وسیع رینج ای-بیم مشیننگ کے ذریعے مشینی کی جا سکتی ہے۔ ای بی ایم سے وابستہ تھرمل نقصانات ہوسکتے ہیں۔ تاہم، EBM میں نبض کے مختصر دورانیے کی وجہ سے گرمی سے متاثرہ زون تنگ ہے۔ گرمی سے متاثرہ زون عام طور پر 20 سے 30 مائکرون کے قریب ہوتے ہیں۔ کچھ مواد جیسے ایلومینیم اور ٹائٹینیم مرکب سٹیل کے مقابلے میں زیادہ آسانی سے مشینی ہوتے ہیں۔ مزید برآں EBM-مشیننگ میں کام کے ٹکڑوں پر قوتیں کاٹنا شامل نہیں ہے۔ یہ EBM کے ذریعے نازک اور ٹوٹے ہوئے مواد کی مشینی کو قابل بناتا ہے بغیر کسی اہم کلیمپنگ یا منسلک کیے جیسا کہ میکینیکل مشینی تکنیک میں ہوتا ہے۔ سوراخوں کو 20 سے 30 ڈگری جیسے بہت ہی اتھلے زاویوں پر بھی ڈرل کیا جا سکتا ہے۔

 

 

 

الیکٹران-بیم-مشیننگ کے فوائد: EBM بہت زیادہ ڈرلنگ کی شرح فراہم کرتا ہے جب اعلی پہلو تناسب والے چھوٹے سوراخوں کو ڈرل کیا جاتا ہے۔ EBM تقریبا کسی بھی مواد کو مشین بنا سکتا ہے قطع نظر اس کی میکانی خصوصیات کے۔ کوئی مکینیکل کاٹنے والی قوتیں شامل نہیں ہیں، اس طرح کام کی کلیمپنگ، ہولڈنگ اور فکسچرنگ کے اخراجات کو نظر انداز کیا جا سکتا ہے، اور نازک/ ٹوٹنے والے مواد کو بغیر کسی پریشانی کے پروسیس کیا جا سکتا ہے۔ EBM میں گرمی سے متاثرہ زون چھوٹی دالوں کی وجہ سے چھوٹے ہیں۔ EBM الیکٹران بیم اور CNC ٹیبل کو ہٹانے کے لیے برقی مقناطیسی کنڈلی کا استعمال کرکے درستگی کے ساتھ سوراخ کی کسی بھی شکل کو فراہم کرنے کے قابل ہے۔

 

 

 

الیکٹران-بیم-مشیننگ کے نقصانات: سامان مہنگا ہے اور ویکیوم سسٹم کو چلانے اور برقرار رکھنے کے لیے خصوصی تکنیکی ماہرین کی ضرورت ہوتی ہے۔ مطلوبہ کم دباؤ کو حاصل کرنے کے لیے EBM کو اہم ویکیوم پمپ ڈاؤن پیریڈز کی ضرورت ہوتی ہے۔ اگرچہ گرمی سے متاثرہ زون EBM میں چھوٹا ہے، ریکاسٹ پرت کی تشکیل کثرت سے ہوتی ہے۔ ہمارا کئی سالوں کا تجربہ اور جانکاری ہمارے مینوفیکچرنگ ماحول میں اس قیمتی آلات سے فائدہ اٹھانے میں ہماری مدد کرتی ہے۔