উৎপাদনযোগ্যতার জন্য ডিজাইন মেটাল স্ট্যাম্পিং: ইঞ্জিনিয়ারিং হ্যান্ডবুক

সংক্ষেপে

মেটাল স্ট্যাম্পিংয়ের জন্য উৎপাদনের উপযোগী ডিজাইন (ডিএফএম) হল স্ট্যাম্পিং প্রেস এবং ডাই-এর ক্ষমতার পদার্থবিদ্যার সাথে অংশের জ্যামিতি সামঞ্জস্য করার জন্য কৌশলগত ইঞ্জিনিয়ারিং অনুশীলন। উপাদানের সীমাবদ্ধতা—এর বিরুদ্ধে না গিয়ে সেগুলির সাথে সামঞ্জস্য রেখে ডিজাইন করার মাধ্যমে প্রকৌশলীরা টুলিং খরচ 50% পর্যন্ত কমাতে পারেন, লিড টাইম ত্বরান্বিত করতে পারেন এবং ফাটল বা স্প্রিংব্যাকের মতো সাধারণ ত্রুটি দূর করতে পারেন।

স্ট্যাম্পিং ডিএফএম-এর মূল অংশ জ্যামিতির প্রমাণিত "গোল্ডেন রুলস" মেনে চলার উপর নির্ভর করে। প্রধান অনুপাতগুলির মধ্যে রয়েছে ছিদ্রের ব্যাস উপাদানের পুরুত্বের সমান কমপক্ষে হওয়া (1T) , ভাঙন প্রতিরোধের জন্য ন্যূনতম বেন্ড ব্যাসার্ধ 1T রাখা এবং বৈশিষ্ট্যগুলিকে বেন্ড অঞ্চল থেকে 1.5T + ব্যাসার্ধ এর দূরত্বে রাখা। সিএডি পর্যায়ে এই সীমাবদ্ধতাগুলি আগে থেকে গ্রহণ করা উৎপাদনের সম্ভাব্যতা নিশ্চিত করার সবচেয়ে কার্যকর উপায়।

ইঞ্জিনিয়ারিং ব্যবসায়িক ক্ষেত্র: স্ট্যাম্পিংয়ে কেন ডিএফএম গুরুত্বপূর্ণ

ধাতব স্ট্যাম্পিং-এ, প্রথম শীট ধাতু অর্ডার করার আগেই একটি অংশের খরচ প্রায়শই নির্ধারিত হয়ে যায়। একটি পণ্যের চূড়ান্ত উৎপাদন খরচের প্রায় 70% ডিজাইন পর্যায়ে নিরুৎপাদ হয়ে যায়। "ওভার-দ্য-ওয়াল" ইঞ্জিনিয়ারিং—যেখানে নির্মাতার সাথে আগে আলোচনা না করেই ডিজাইন ছুঁড়ে দেওয়া হয়—প্রায়ই জটিল টুলিংয়ের প্রয়োজন তৈরি করে যা খরচকে দ্রুত বাড়িয়ে তোলে। ডিএফএম ছাড়া একটি অংশের ডিজাইন একটি জটিল প্রগ্রেসিভ ডাইয়ের প্রয়োজন হতে পারে যাতে 20টি স্টেশন এবং দামি স্লাইড অ্যাকশন থাকবে, অপরদিকে ডিএফএম-অপটিমাইজড সংস্করণটি একটি সহজ 12-স্টেশন টুল দিয়ে উৎপাদিত হতে পারে।

সহযোগিতামূলক DFM আদর্শ জ্যামিতি এবং কোল্ড-ফরমিং ইস্পাতের কঠোর বাস্তবতার মধ্যে একটি সেতুর কাজ করে। এটি "এটি কি তৈরি করা সম্ভব?" থেকে "এটি কি দক্ষতার সাথে তৈরি করা সম্ভব?" এই ফোকাসে স্থানান্তরিত হয়। উৎপাদন অংশীদারের সাথে আদি পর্যায়ে যুক্ত হওয়ার মাধ্যমে প্রকৌশলীরা খরচ নির্ধারণকারী উপাদানগুলি চিহ্নিত করতে পারেন, যেমন কঠোর টলারেন্স যা নির্ভুল গ্রাইন্ডিং প্রয়োজন করে বা এমন বৈশিষ্ট্য যা মাধ্যমিক ডিবারিং অপারেশন প্রয়োজন করে। উদাহরণস্বরূপ, ±0.002" থেকে ±0.005" এ একটি অগুরুত্বপূর্ণ ছিদ্রের টলারেন্স শিথিল করা যন্ত্রপাতির আয়ু উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়াতে পারে এবং পিস-পার্ট মূল্য হ্রাস করতে পারে।

প্রোটোটাইপ থেকে উৎপাদনে স্কেল করার সময় এটি বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ। লেজার কাটিং-এর জন্য (কম পরিমাণ) যে ডিজাইন কাজ করে, স্ট্যাম্পিং প্রেসে (বড় পরিমাণে) সেটি প্রায়শই ভিন্ন চাপ উপাদানের কারণে ব্যর্থ হয়। BYD, Wu Ling Bingo, Leapmotor T03, ORA Lightning Cat-এর মতো অংশীদারদের মতো শাওয়াই মেটাল টেকনোলজি এই ফাঁক পূরণে আমরা বিশেষজ্ঞ, প্রকৌশল সহায়তা প্রদান করি যা নিশ্চিত করে যে প্রোটোটাইপিং পর্যায়ে যাচাইকৃত ডিজাইনগুলি হাই-স্পিড, হাই-ভলিউম স্ট্যাম্পিং লাইনের জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী। এমন দক্ষতা সময়মতো ব্যবহার করা অনেকগুলি পণ্য চালুকরণকে ব্যয়বহুল "টুলিং পুনঃনকশা চক্র" থেকে রক্ষা করে।

উপাদান নির্বাচন এবং গ্রেইন দিকনির্দেশ কৌশল

স্ট্যাম্পিংয়ে উপাদান নির্বাচন কার্যকারিতা, আকৃতি দেওয়ার সাধ্য এবং খরচের মধ্যে একটি ভারসাম্য। কার্যকারিতা ভিত্তি খাদ (যেমন ক্ষয় প্রতিরোধের জন্য স্টেইনলেস স্টিল 304 বা ওজনের জন্য অ্যালুমিনিয়াম 5052) নির্ধারণ করলেও, নির্দিষ্ট টেম্পার এবং গ্রেইন দিক উৎপাদনযোগ্যতা নির্ধারণ করে। কঠিন উপাদানগুলি বেশি ভালো আপজার শক্তি প্রদান করে কিন্তু জটিল ফর্মিং অপারেশনের সময় ফাটার প্রবণতা রাখে।

গ্রেইন দিকনির্দেশের গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা

শীট ধাতু রোলিং প্রক্রিয়ায় তৈরি হয়, যা রোলের দিকে ধাতুর গ্রেইন কাঠামোকে প্রসারিত করে। এই অ্যানিসোট্রপির অর্থ হল উপাদানটি গ্রেইনের সাপেক্ষে কীভাবে গঠিত হয়েছে তার উপর নির্ভর করে ভিন্ন আচরণ করে:

• গ্রেইনের লম্বভাবে (অতিক্রম করে) বাঁকানো: সবচেয়ে শক্তিশালী দিকনির্দেশ। যেহেতু গ্রেইন স্ট্রাকচারকে টেনে না আনলেও ভাঁজ করা হয়, তাই উপাদানটি ফাটল ছাড়াই আরও কম ব্যাসার্ধে বাঁকতে পারে।
• গ্রেইনের সমান্তরালে বাঁকানো: সবচেয়ে দুর্বল দিকনির্দেশ। গ্রেইনগুলি সহজেই আলাদা হয়ে যায়, যার ফলে বাইরের ব্যাসার্ধে ফাটল ধরে, বিশেষ করে 6061-T6 অ্যালুমিনিয়াম বা উচ্চ-কার্বন ইস্পাতের মতো কঠিন খাদগুলিতে।

যদি ঘন ঘন বাঁক প্রয়োজন হয়, তবে প্রকৌশলীদের ছাপে গ্রেইনের দিকনির্দেশ উল্লেখ করতে হবে। যদি অংশের জ্যামিতি একাধিক দিকে বাঁক চাইয়ে থাকে, তবে সমস্ত বৈশিষ্ট্যের মধ্যে শক্তি এবং আকৃতির ভারসাম্য রাখার জন্য প্রায়শই গ্রেইনের সাপেক্ষে 45-ডিগ্রি দিকনির্দেশ ব্যবহার করা হয়।

গুরুত্বপূর্ণ জ্যামিতির নির্দেশিকা: ছিদ্র, স্লট এবং ওয়েব

পাঞ্চ-এবং-ডাই ইন্টারফেসের পদার্থবিজ্ঞান কাটা বৈশিষ্ট্যগুলির উপর কঠোর গাণিতিক সীমা আরোপ করে। এই অনুপাতগুলি লঙ্ঘন করলে ডাইয়ের দুর্বল অংশ তৈরি হয় যা আগেভাগেই ভেঙে যায়, যার ফলে সময় নষ্ট হয় এবং রক্ষণাবেক্ষণ খরচ বাড়ে। নীচের টেবিলটি স্ট্যান্ডার্ড স্ট্যাম্পিং অপারেশনগুলির জন্য "আনুমানিক নিয়ম" এর সারসংক্ষেপ দেয়।

গর্ত থেকে বেঁকে যাওয়ার নৈকট্য: সবচেয়ে সাধারণ ত্রুটি হল একটি বাঁকের খুব কাছাকাছি একটি গর্ত স্থাপন করা। যখন ধাতুটি ব্যাসার্ধের চারপাশে প্রসারিত হয়, তখন "বিকৃতি অঞ্চল"-এ থাকা যেকোনো বৈশিষ্ট্য বিকৃত হবে। যদি একটি নকশা কঠোরভাবে একটি বাঁকের কাছাকাছি একটি গর্ত প্রয়োজন করে, তবে স্ট্যাম্পারকে এটি পাঞ্চ করতে হবে পরে বেঁকে যাওয়ার আগে (একটি স্টেশন/খরচ যোগ করে) বা একটি বিশেষ রিলিভিং কাট ব্যবহার করতে হবে। গর্তটিকে গোলাকার রাখার জন্য একটি আদর্শ সূত্র হল এর কিনারাটি অন্তত উপাদানের পুরুত্বের 1.5 গুণ এবং বেন্ড ব্যাসার্ধ বেঁকে যাওয়ার স্পর্শক থেকে দূরে রাখা।

বেঁকে যাওয়া এবং ফর্মিং নিয়ম: ব্যাসার্ধ, ফ্ল্যাঞ্জ এবং রিলিফ

বেঁকে যাওয়া কেবল ভাঁজ করা নয়; এটি একটি নিয়ন্ত্রিত প্লাস্টিক বিকৃতি। ব্যর্থতা ছাড়াই সামঞ্জস্যপূর্ণ বাঁক অর্জন করার জন্য তিনটি প্যারামিটার নিয়ন্ত্রণ করা আবশ্যিক: সর্বনিম্ন বেন্ড ব্যাসার্ধ, ফ্ল্যাঞ্জ দৈর্ঘ্য এবং বেন্ড রিলিফ।

ন্যূনতম বেঞ্চ রেডিয়াস

স্ট্যাম্পড অংশগুলির শত্রু হল তীক্ষ্ণ ভিতরের কোণ। শূন্য ব্যাসার্ধ (তীক্ষ্ণ কোণ) এমন একটি স্থান তৈরি করে যেখানে চাপ কেন্দ্রীভূত হয় যা অবশ্যম্ভাবীভাবে ফাটলের দিকে নিয়ে যায়। ঠান্ডা-গোলানো ইস্পাত (CRS) বা নরম অ্যালুমিনিয়ামের মতো বেশিরভাগ নমনীয় ধাতুর জন্য, ন্যূনতম ভিতরের বাঁকের ব্যাসার্ধ ≥ 1T হওয়া উচিত । স্টেইনলেস স্টিলের মতো কঠিন উপকরণের জন্য প্রায়শই ≥ 2T বা তার বেশি প্রয়োজন হয়। প্রচুর ব্যাসার্ধ সহ ডিজাইন করা টুলের আয়ু বাড়ায় এবং অংশের ব্যর্থতার ঝুঁকি কমায়।

ন্যূনতম ফ্ল্যাঞ্জ দৈর্ঘ্য

একটি ফ্ল্যাঞ্জকে সঠিকভাবে বাঁকানোর জন্য, গঠনের পুরো প্রক্রিয়া জুড়ে উপাদানটি ডাই-এর সংস্পর্শে থাকা প্রয়োজন। যদি একটি ফ্ল্যাঞ্জ খুব ছোট হয়, তবে বাঁক সম্পূর্ণ হওয়ার আগেই এটি V-ডাইয়ের ফাঁকে ঢুকে যাবে, যার ফলে বিকৃত, অসমান্তরাল প্রান্ত তৈরি হবে। একটি স্ট্যান্ডার্ড নিয়ম হল যে, ফ্ল্যাঞ্জের দৈর্ঘ্য উপাদানের পুরুত্বের অন্তত 3 থেকে 4 গুণ হওয়া উচিত । যদি ছোট ফ্ল্যাঞ্জ প্রয়োজন হয়, তবে স্ট্যাম্পারকে একটি দীর্ঘতর ফ্ল্যাঞ্জ তৈরি করে পরবর্তী কোনো অপারেশনে কেটে ছোট করতে হতে পারে, যা অংশটির খরচ বাড়িয়ে দেয়।

বেঁকে যাওয়ার চাপ কমানো

যখন একটি বেঞ্চ পুরো অংশের প্রস্থ জুড়ে না যায়, তখন "বেঞ্চ রিলিফ" না যোগ করলে বেঞ্চ লাইনের শেষ প্রান্তে উপাদান ছিঁড়ে যাবে। রিলিফ হল ফ্ল্যাঞ্জের ভাতির মধ্যে কাটা একটি ছোট আয়তাকার বা অর্ধ-বৃত্তাকার খাঁজ। এই খাঁজটি বাঁকানো উপাদানকে না বাঁকানো উপাদান থেকে আলাদা করে, ছিঁড়ে যাওয়া এবং বিকৃতি রোধ করে। সাধারণত রিলিফের গভীরতা বেঞ্চ রেডিয়াস + উপাদানের পুরুত্বের চেয়ে বেশি হওয়া উচিত।

বাস্তবতা বনাম খরচের জন্য টলারেন্সিং

টলারেন্সের কঠোরতা হল স্ট্যাম্পিং ডাইয়ের খরচের একক বৃহত্তম কারণ। যদিও আধুনিক নির্ভুল স্ট্যাম্পিং ±0.001 ইঞ্চি পর্যন্ত টলারেন্স অর্জন করতে পারে, সম্পূর্ণ অংশ জুড়ে এটি আবশ্যক এবং ব্যয়বহুল। আরও কঠোর টলারেন্সের জন্য আরও নির্ভুল ডাই উপাদান (তার EDM কাটা), আরও ঘন ঘন রক্ষণাবেক্ষণ (ধার ধারালো করা) এবং ধীর প্রেস গতির প্রয়োজন হয়।

• ব্লক টলারেন্স: অগুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্যের জন্য (যেমন ক্লিয়ারেন্স হোল, বায়ু ভেন্ট), স্ট্যান্ডার্ড ব্লক টলারেন্সের উপর নির্ভর করুন (সাধারণত ±0.005" থেকে ±0.010")।
• বৈশিষ্ট্য থেকে বৈশিষ্ট্য মাপ অংশের কিনারা থেকে নয়, বরং একে অপর থেকে মাত্রা নির্ধারণ করুন। কিনারাটি প্রায়শই ট্রিমিং অপারেশন দ্বারা উৎপাদিত হয় যা স্বভাবতই ফোটকা গর্তের চেয়ে বেশি পরিবর্তনশীল। গর্ত-থেকে-গর্ত মাত্রা নির্ধারণ করলে যেখানে দরকার সেখানে টলারেন্স চেইনকে আরও কার্যকরী রাখে।
• শুধুমাত্র গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য: জিডি&টি (জ্যামিতিক মাত্রা এবং সহনশীলতা) শুধুমাত্র অ্যাসেম্বলিতে প্রয়োজনীয় ক্ষেত্রেই প্রয়োগ করুন। যদি একটি ফ্ল্যাঞ্জ কোণের সহনশীলতা ±1° থেকে ±0.5° পর্যন্ত কঠোর করা হয়, তবে স্ট্যাম্পারকে স্প্রিংব্যাক নিয়ন্ত্রণের জন্য ডাই-এ একটি পুনঃআঘাত স্টেশন যোগ করতে হতে পারে, যা টুলিং বিনিয়োগ বৃদ্ধি করবে।

সাধারণ ত্রুটি এবং প্রতিরোধ (ডিএফএম চেকলিস্ট)

ইঞ্জিনিয়াররা সিএডি মডেল চূড়ান্ত করার আগে দ্রুত ডিএফএম চেকলিস্ট চালানোর মাধ্যমে সাধারণ ব্যর্থতার মোডগুলি পূর্বাভাস দিতে এবং নকশায় বাদ দিতে পারেন।

• বার্স: সমস্ত স্ট্যাম্প করা কিনারার "ব্রেক" পাশে বার থাকে। নিশ্চিত করুন যে আপনার ড্রয়িং "বার দিকনির্দেশ" নির্দিষ্ট করেছে যাতে ধারালো কিনারা ব্যবহারকারীর হাতের সংস্পর্শযুক্ত পৃষ্ঠে না থাকে। উপাদানের পুরুত্বের 10% বারের উচ্চতার জন্য একটি স্বাভাবিক অনুমোদিত মান।
• স্প্রিংব্যাক: বেঁকানোর পরে ইলাস্টিক রিকভারির কারণে কোণ খুলে যায়। যদিও স্ট্যাম্পার টুলে এটি কমপেনসেট করে, কিন্তু ধ্রুব উপাদান গ্রেড (যেমন নির্দিষ্ট হাই-স্ট্রেন্থ লো-অ্যালয় স্টিল) ব্যবহার করলে ধ্রুব্যতা বজায় রাখা সহজ হয়। উপাদান সরবরাহকারী পরিবর্তন করা এড়িয়ে চলুন যাতে উৎপাদনের মধ্যে ভিন্নতা এড়ানো যায়।
• অয়েল ক্যানিং: পাতলা ধাতবের বড়, সমতল, অসমর্থিত অংশগুলি অয়েল ক্যানের মতো বাঁকা বা "পপ" হয়ে যায়। ওজন না বাড়িয়ে অংশটিকে শক্ত করার জন্য রিব, এম্বসিং বা স্টেপ যোগ করা হয়, যা এই ত্রুটি প্রতিরোধ করে।

দক্ষতার জন্য ইঞ্জিনিয়ারিং

মেটাল স্ট্যাম্পিং-এ উৎপাদনের জন্য ডিজাইনের মাস্টারিং ডিজাইনের উদ্দেশ্য ত্যাগ করা নয়; বরং এটি বাস্তবতার জন্য এটিকে নিখুঁত করা। স্ট্যাম্পিং প্রক্রিয়ার পদার্থবিদ্যাকে সম্মান করে—ন্যূনতম অনুপাত মানে, উপযুক্ত উপাদান গ্রেন কৌশল বেছে নেওয়া এবং সহনশীলতা যুক্তিসঙ্গতভাবে প্রয়োগ করে—ইঞ্জিনিয়াররা খরচ কমাতে পারেন এবং দীর্ঘমান উৎপাদন স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করতে পারেন। প্রেসের জন্য অপ্টিমাইজড অংশ হল লাভ, গুণমান এবং গতির জন্য অপ্টিমাইজড অংশ।

প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

1. ধাতু স্ট্যাম্পিংয়ের জন্য ন্যূনতম ছিদ্রের আকার কত?

সাধারণভাবে, ফোঁড়া ছিদ্রের ব্যাস উপাদানের পুরুত্বের (1T) চেয়ে কম হওয়া উচিত নয়। স্টেইনলেস স্টিলের মতো উচ্চ-শক্তির উপাদানের ক্ষেত্রে পাঞ্চ ভাঙন রোধ করতে 1.5T বা 2T অনুপাত অনুসরণ করা প্রায়শই প্রস্তাবিত হয়। ছোট ছিদ্রের প্রয়োজন হলে, সেগুলি ড্রিল করা বা মেশিনিংয়ের মাধ্যমে দ্বিতীয় ধাপে তৈরি করা প্রয়োজন হতে পারে।

3. বাঁকানোর ক্ষেত্রে উপাদানের গ্রেইন দিক কীভাবে প্রভাব ফেলে?

শীট ধাতুর রোলিং প্রক্রিয়ার সময় ধাতুর গ্রেইন দিক তৈরি হয়। গ্রেইনের লম্বভাবে (অর্থাৎ গ্রেইন পেরিয়ে) বাঁকানো শক্তিশালী হয় এবং ফাটল ছাড়াই ছোট ব্যাসার্ধে বাঁকানো যায়। গ্রেইনের সমান্তরালে বাঁকানো দুর্বল হয় এবং বহির্ব্যাসার্ধে ফাটল ধরার সম্ভাবনা বেশি থাকে। গুরুত্বপূর্ণ কাঠামোগত বাঁকগুলি সর্বদা গ্রেইন পেরিয়ে ঘোরানো উচিত।

5. ব্ল্যাঙ্কিং এবং পিয়ার্সিংয়ের মধ্যে পার্থক্য কী?

ব্লাঙ্কিং হল ধাতুর স্ট্রিপ থেকে অংশের মোট বাহ্যিক আকৃতি কাটার অপারেশন; যে টুকরো সরানো হয় তা হল কাঙ্ক্ষিত অংশ। পিয়ারসিং (বা পাঞ্চিং) হল অভ্যন্তরীণ ছিদ্র বা আকৃতি কাটার অপারেশন; যে টুকরো সরানো হয় তা বর্জ্য (স্লাগ)। উভয়ই কাটার অপারেশন কিন্তু ডাই স্টেশন ক্রমে ভিন্ন উদ্দেশ্য পরিবেশন করে।