কাটিং ফ্লুইড: ৪ প্রকার যা টুলের আয়ু বাড়ায়

কাটিং ফ্লুইড হলো এমন একটি মাধ্যম যা ধাতু কাটার সময় টুল ও ওয়ার্কপিসের সংযোগস্থলে শীতলীকরণ এবং পিচ্ছিলকরণ উভয় প্রভাব ফেলে। এর চারটি কাজ রয়েছে: তাপ অপসারণ করা, কাটিং এজকে পিচ্ছিল করা, চিপস ধুয়ে ফেলা এবং ক্ষয় রোধ করা। কাটিং ফ্লুইড প্রধানত চার প্রকারের হয়: স্ট্রেট অয়েল, সলিউবল/ইমালশন অয়েল, সেমি-সিন্থেটিক এবং সিন্থেটিক। প্রতিটি প্রকার নির্দিষ্ট উপকরণ এবং প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতির জন্য উপযুক্ত।

কাটিং ফ্লুইড বাছাই করা এত জটিল কেন?

ভুল কাটিং ফ্লুইড ব্যবহারের পরিণাম শুধু খরচ বৃদ্ধিই নয়, বরং এর সাথে ব্লেডের ক্ষতি, পৃষ্ঠতলের গুণমানের অবনতি এবং স্পিন্ডল চালু হওয়ার হার কমে যাওয়াও অন্তর্ভুক্ত। চাকার-এ সহজে কাটা যায় এমন পিতল টার্নিং করার বিষয়টি, গান-ড্রিলিং টাইটানিয়াম অ্যালয় ইমপ্লান্টযুক্ত স্লাইডিং-হেডস্টক মেশিনের জন্য প্রয়োজনীয় কাটিং ফ্লুইডের রাসায়নিক গঠনের প্রায় বিপরীত।

তাপ নিঃসরণ, পিচ্ছিলকারক ক্রিয়া এবং চিপ অপসারণের পারস্পরিক সীমাবদ্ধতার কারণে, ধাতু কাটার ক্ষেত্রে কাটিং ফ্লুইড নির্বাচন করার সময় সামগ্রিকভাবে বিবেচনা করা প্রয়োজন। এই প্রবন্ধে এমন কয়েকটি চলক তুলে ধরা হবে যা সরাসরি টুলের জীবনকাল নির্ধারণ করে।

ধাতু কাটার ক্ষেত্রে কাটিং ফ্লুইডের ভূমিকা

কাটিং প্রক্রিয়ার সময়, শিয়ার জোনের প্লাস্টিক বিকৃতি এবং টুলের রেক ফেসের ঘর্ষণ কাটিং শক্তিকে একটি অত্যন্ত ঘনীভূত স্থানীয় তাপে রূপান্তরিত করে। যদি নিয়ন্ত্রণ না করা হয়, এই তাপ টুলকে নরম করে ফেলবে, ফ্ল্যাঙ্কের ক্ষয় ত্বরান্বিত করবে এবং ক্ষুদ্র টলারেন্স অনুযায়ী প্রক্রিয়াজাত যন্ত্রাংশের বিকৃতি ঘটাতে পারে।

সারাংশ অনুসারে সায়েন্সডাইরেক্ট পদার্থ বিজ্ঞান মেটালওয়ার্কিং ফ্লুইডের তিনটি প্রধান কাজ রয়েছে: পিচ্ছিলকরণ, শীতলীকরণ এবং কাটিং জোন থেকে চিপস বাইরে বের করে দেওয়া। চতুর্থ কাজটি হলো ক্ষয় নিয়ন্ত্রণ, যা উৎপাদিত পণ্য এবং মেশিনের গাইড রেল উভয়কেই সুরক্ষা দেয়।

শীতলীকরণ এবং পিচ্ছিলকরণের মধ্যে: উচ্চ আপেক্ষিক তাপ ধারণ ক্ষমতা সম্পন্ন জল দক্ষতার সাথে তাপ অপসারণ করতে পারে; তেল পিছলে যাওয়া চিপগুলিকে পিচ্ছিল করতে এবং বাধা দিতে পারে। নির্মিত প্রান্তকিন্তু এর তাপ নির্গমনের হার পানির চেয়ে অনেক ধীর। এই আপেক্ষিক সুবিধার ক্ষেত্রে প্রতিটি কাটিং ফ্লুইডের সমাধান ভিন্ন।

চার ধরনের কাটিং ফ্লুইডের তুলনা

বাজারটি মূলত চারটি শ্রেণীতে বিভক্ত, যার পার্থক্য প্রধানত তেলের পরিমাণ এবং ব্যবহারের পদ্ধতিতে প্রতিফলিত হয়: 

• বিশুদ্ধ তেল-ভিত্তিক কাটিং অয়েলে (স্ট্রেইট/নিট অয়েল) কোনো জল থাকে না এবং এর বেস অয়েল হিসেবে মিনারেল অয়েল বা ভেজিটেবল অয়েল ব্যবহার করা হয়। এর পিচ্ছিলকারক ক্ষমতা ও মরিচা প্রতিরোধ ক্ষমতা সবচেয়ে শক্তিশালী, কিন্তু এর শীতলীকরণ ক্ষমতা সবচেয়ে দুর্বল।
• দ্রবণীয়/ইমালশন তেল হলো খনিজ তেল-সমৃদ্ধ ঘনীভূত পদার্থ, যা ইমালশন তৈরির জন্য একটি সাম্পে পানির সাথে মেশাতে হয়। এই ইমালশনটি সুষম কার্যকারিতা, সাশ্রয়ী এবং ব্যবহারিক হওয়ায় এটি একটি সাধারণ পছন্দ।
• সেমি-সিন্থেটিক কনসেনট্রেটে তেলের পরিমাণ কম থাকে এবং এটি পলিমার দ্বারা উন্নত করা হয়, যা শীতলীকরণ ও পিচ্ছিলকরণের মধ্যে একটি ভারসাম্য প্রদান করে।
• সিন্থেটিক তেল খনিজ তেল থেকে সম্পূর্ণ মুক্ত এবং রাসায়নিক সংযোজক পদার্থ দিয়ে তৈরি করা হয়। এর শীতলীকরণ ক্ষমতা এবং ট্যাংকের আয়ুষ্কাল সবচেয়ে ভালো, কিন্তু প্রান্তিক তৈলাক্তকরণের কার্যকারিতা দুর্বল।

সারণীতে, সাধারণ লঘুকরণের পরের ঘনত্ব ব্যবহার করা হয়েছে; বিশুদ্ধ তেল কাটিং ফ্লুইড সরাসরি ব্যবহার করা হয়। নির্দিষ্ট ঘনত্ব প্রতিটি সরবরাহকারীর ডেটা শিটের উপর ভিত্তি করে হওয়া উচিত এবং একটি রিফ্র্যাক্টোমিটার ব্যবহার করে ঘনত্ব নিয়ন্ত্রণ করা উচিত।

উপাদান এবং প্রক্রিয়া অনুযায়ী কাটিং ফ্লুইড কীভাবে নির্বাচন করবেন? 

কাটিং ফ্লুইড নির্বাচন মূলত দুটি বিষয়ের উপর নির্ভর করে: কী ধরনের উপাদান কাটা হবে এবং কী ধরনের কাটিং পদ্ধতি ব্যবহার করা হবে।

উপাদান অনুসারে মেলান

স্টিলের জন্য লুব্রিক্যান্ট মিশ্রিত মিনারেল অয়েল ব্যবহার করা উপযুক্ত। অ্যালুমিনিয়ামের যন্ত্রাংশের জন্য শক্তিশালী শীতলীকরণ ক্ষমতা প্রয়োজন, এবং সক্রিয় সালফারবিহীন কাটিং ফ্লুইড নির্বাচন করা উচিত। সক্রিয় সালফার অ্যালুমিনিয়ামের যন্ত্রাংশের পৃষ্ঠে দাগ সৃষ্টি করে। স্টেইনলেস স্টিল এবং টাইটানিয়াম অ্যালয় প্রক্রিয়াজাত করা কঠিন। এদের তাপ পরিবাহিতা কম হওয়ায়, কাটিং এলাকায় তাপ সহজেই কেন্দ্রীভূত হয়।

তাই, অনেক ওয়ার্কশপে ৮-১০% ঘনত্বের উচ্চ-চাপের জল-ভিত্তিক কুল্যান্ট ব্যবহার করা হয় এবং কখনও কখনও ৪০-৭০ বার চাপে থ্রু-টুল কুলিং পদ্ধতির মাধ্যমে দ্রুত তাপ অপসারণ করা হয়। এর বিপরীতে, ঢালাই লোহা এবং বেশিরভাগ পিতল প্রায়শই শুষ্কভাবে মেশিনিং করা হয়।

সরঞ্জাম এবং প্রক্রিয়া অনুযায়ী মেলানো

সিমেন্টেড কার্বাইড সহজে গরম হয়ে যায় এবং তাপীয় অভিঘাতের (thermal shock) প্রতি সংবেদনশীল। তাই শক্তিশালী শীতলীকরণ ক্ষমতা সম্পন্ন একটি সম্পূর্ণ সিন্থেটিক কাটিং ফ্লুইড বেছে নেওয়ার পরামর্শ দেওয়া হয়।

হাই-স্পিড স্টিলের জন্য ইমালসিফাইড তেল বা সেমি-সিন্থেটিক ধরনের তেল ব্যবহার করা উপযুক্ত। উচ্চ-গতির টার্নিং এবং মিলিং-এর ক্ষেত্রে শীতলীকরণ হলো প্রথম ধাপ। যখন ট্যাপিং এবং ব্রোচিং কম গতি ও উচ্চ চাপের পরিস্থিতিতে করা হয়, তখন এক্সট্রিম-প্রেশার লুব্রিকেশন ব্যবহার করা উচিত।

সুইস-টাইপ লেদ কেন বিশুদ্ধ কাটিং অয়েল পছন্দ করে?

On সুইস টাইপ লেদ একটি আবদ্ধ, স্লাইডিং হেডস্টকের ক্ষেত্রে ওয়ার্কশপের অভিজ্ঞতা প্রায় একই রকম: বেশিরভাগ ক্ষেত্রে জল-ভিত্তিক কুল্যান্টের পরিবর্তে বিশুদ্ধ তেল ব্যবহার করা হয়। এর কারণটি মেশিন টুলের কাঠামোর সাথে সম্পর্কিত। গাইড বুশিং এবং মাইক্রন-স্তরের টলারেন্সের জন্য কাটিং ফ্লুইডের আরও ভালো লুব্রিসিটি থাকা প্রয়োজন এবং এটি টুল ও ওয়ার্কপিসের মধ্যে থাকা ক্ষুদ্র ফাঁকে প্রবেশ করতে সক্ষম হওয়া দরকার।

এটিও অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ যে, সুইস-টাইপ লেদ মেশিনের আবদ্ধ গহ্বরের ভিতরে আটকে থাকা জল-ভিত্তিক কাটিং ফ্লুইড অভ্যন্তরীণ যন্ত্রাংশগুলিতে মরিচা ধরানোর প্রবণতা রাখে এবং দীর্ঘ ব্যবহারের ফলে এটি সংবেদনশীল সাবস্পিন্ডল ওয়াইন্ডিংগুলিকেও ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে।

তেলের তাপ বিকিরণ ক্ষমতা পানির তুলনায় অনেক কম, তাই প্রায়শই ফিড এবং কাটিং স্পিড কমানোর প্রয়োজন হয়; তেল কুয়াশার মতো বাষ্পও তৈরি করতে পারে এবং আগুনের ঝুঁকি বাড়িয়ে তোলে। তত্ত্বাবধানহীন অবস্থায় টাইটানিয়াম অ্যালয় কাটার জন্য ব্যবহৃত বদ্ধ মেশিন টুলে এটি একটি লুকানো বিপদ, যার প্রতি মনোযোগ দেওয়া প্রয়োজন।

উদ্ভিদ-ভিত্তিক বা সয়াবিন-ভিত্তিক কাটিং অয়েলের ফ্ল্যাশ পয়েন্ট মিনারেল অয়েলের চেয়ে বেশি হওয়ায় এগুলিতে ধোঁয়া ও আগুন লাগার প্রবণতা কম থাকে, যা এগুলিকে একটি সাধারণ প্রতিষেধক হিসেবে ব্যবহার করার সুযোগ করে দেয়। স্টেইনলেস স্টিল এবং টাইটানিয়াম অ্যালয় নিয়ে করা সবচেয়ে কঠিন মেশিনিং কাজগুলির জন্য, কিছু ওয়ার্কশপ শুধুমাত্র তাদের উন্নত তাপ অপচয় ক্ষমতার সুবিধা নিতে ক্ষয়ের ঝুঁকি নিয়েও উচ্চ-চাপের জল-ভিত্তিক কুল্যান্ট ব্যবহার করতে পছন্দ করে।

আপনার যন্ত্রাংশের জন্য কোন মডেলটি সবচেয়ে ভালো হবে, তা যদি আপনি ভেবে থাকেন, জিয়ানকের সিএনসি সুইস টাইপ লেদ বনাম প্রচলিত সিএনসি লেদ মডেল নির্বাচনকে উপকরণ, টলারেন্স এবং ব্যাচ সাইজের সাথে সংযুক্ত করে – এই একই চলকগুলো কাটিং ফ্লুইড সংক্রান্ত সিদ্ধান্তকেও প্রভাবিত করে।

তেল কুয়াশা, ঘনত্ব এবং ট্যাঙ্ক রক্ষণাবেক্ষণ

কাটিং ফ্লুইড বাছাই করা শুধু ব্যারেল খোলার মুহূর্তের মধ্যেই সীমাবদ্ধ নয়। দুটি নম্বর আছে যা প্রতিটি ওয়ার্কশপের দেয়ালে লিখে রাখা উচিত।

প্রথমত, সংস্পর্শের সীমা। সার্জারির মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের NIOSH স্ট্যান্ডার্ড ডকুমেন্ট (পাব. ৯৮-১০২) দীর্ঘমেয়াদী তেল কুয়াশার সংস্পর্শে শ্বাসতন্ত্রের রোগ হওয়ার ঝুঁকির কারণে, ১০-ঘণ্টার কর্মদিবসের সময়-ভারিত গড় (TWA) অনুসারে মেটালওয়ার্কিং ফ্লুইড অ্যারোসল (অ্যারোসল)-এর সংস্পর্শ ০.৪ মিলিগ্রাম/ঘনমিটার (বুকে প্রবেশযোগ্য শ্বাসযোগ্য কণা পদার্থ)-এর মধ্যে সীমিত রাখার সুপারিশ করা হয়েছে। উচ্চ-ভারযুক্ত মেশিন টুলসের ক্ষেত্রে তেল কুয়াশা সংগ্রহ করা সম্ভব নয়।

দ্বিতীয়ত, একাগ্রতা। জল-ভিত্তিক কাটিং ফ্লুইড সাধারণত ৩-১০% ঘনত্বে ব্যবহৃত হয়। প্রায় ৩%-এর নিচে হলে, পিচ্ছিলকারক এবং মরিচা-রোধী সুরক্ষা নষ্ট হয়ে যায়; প্রায় ১২%-এর বেশি হলে, ঘন দ্রবণটি নষ্ট হয় এবং যন্ত্রাংশের উপর একটি পুরু অবশিষ্টাংশ স্তর থেকে যায়। যেহেতু জল-ভিত্তিক তরলে অণুজীবেরও বংশবৃদ্ধি ঘটে, তাই একটি বিশেষ দ্রবণ ব্যবহার করে তরলের ট্যাঙ্কটিকে ক্ষয় থেকে রক্ষা করা একটি প্রচলিত অভ্যাস। রিফ্র্যাক্টোমিটার প্রতি সপ্তাহে জৈবনাশক কর্মসূচি সনাক্ত করা এবং তাতে সহযোগিতা করা।

উপসংহার

কোনো একটিমাত্র সর্বোত্তম কাটিং ফ্লুইড নেই, আছে শুধু সঠিক সমন্বয়। শীতলীকরণ এবং পিচ্ছিলকরণের মধ্যে ভারসাম্যের উপর ভিত্তি করে উপাদান, টুল এবং প্রক্রিয়া একে অপরের উপর নির্ভরশীল। পিচ্ছিলকারকতা এবং মরিচা-প্রতিরোধের জন্য সুইস ধরনের লেদ এবং থ্রেড মেশিনে সাধারণত বিশুদ্ধ তেল ব্যবহার করা হয়; অন্যদিকে, কঠিন সংকর ধাতুতে উচ্চ-গতির ব্যাপক উৎপাদনের ক্ষেত্রে তাপ অপচয়ের জন্য প্রায়শই জল-ভিত্তিক শীতলকারক ব্যবহার করা হয়। মেশিন টুলে যা-ই ঢালা হোক না কেন, এর ঘনত্ব এবং তেলের কুয়াশা নিয়ন্ত্রণ করা আবশ্যক। 

শুধু কাটিং ফ্লুইড নয়, একটি মেশিন টুলও বেছে নেওয়া। আপনার কাটিং ফ্লুইড কৌশল এবং মেশিন টুল নির্বাচন একই সমস্যার দুটি দিক। যদি আপনি ছোট, জটিল, কঠোর সহনশীলতার যন্ত্রাংশ প্রক্রিয়াজাত করতে চান এবং মডেলটিকে আপনার নিজস্ব উপকরণ ও ব্যাচের সাথে মানানসই করতে চান, উপযুক্ত সিএনসি লেদ এবং ওয়াকিং মেশিন সমাধানের জন্য আমাদের প্রকৌশলীদের সাথে পরামর্শ করতে স্বাগতম।.