ड्रिलिंग क्या है?

ऐक्रेलिक शीट पर ड्रिलिंग संचालन के लिए, कोई भी व्यावसायिक रूप से उपलब्ध बिजली चालित उपकरण उपयुक्त है। इसमें पोर्टेबल हैंड ड्रिल, बेंच ड्रिल प्रेस, लेथ्स, स्वचालित मल्टी {{2} स्पिंडल ड्रिलिंग इकाइयां, सीएनसी राउटर और मशीनिंग केंद्र शामिल हैं, लेकिन यह इन्हीं तक सीमित नहीं है।

बाज़ार विशेष रूप से प्लास्टिक सामग्री के लिए डिज़ाइन किए गए विभिन्न ड्रिल बिट्स प्रदान करता है। ये बिट्स आमतौर पर हाई स्पीड स्टील (एचएसएस), कोबाल्ट मिश्र धातु, कार्बाइड टिप्ड एचएसएस या सॉलिड कार्बाइड से बनाए जाते हैं। इसके अतिरिक्त, उचित संशोधनों के साथ ऐक्रेलिक सामग्री के लिए मानक धातु - कार्यशील एचएसएस ट्विस्ट ड्रिल का उपयोग किया जा सकता है।

मानक धातु {{0} कार्यशील ड्रिल बिट्स को आक्रामक फीडिंग के साथ सक्रिय रूप से धातु में कटौती करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यदि ऐक्रेलिक सामग्रियों पर बिना किसी संशोधन के उपयोग किया जाता है, तो ये बिट्स शीट को छिलने, खरोंचने और अन्य क्षति का कारण बनेंगे। इसलिए, प्लास्टिक को "तेज काटने" के बजाय "स्क्रैपिंग" तरीके से संसाधित करने के लिए इन बिट्स को फिर से ग्राउंड किया जाना चाहिए, जिससे सामग्री को छिद्रित होने से रोका जा सके।

प्लास्टिक प्रसंस्करण के लिए मानक मेटल ट्विस्ट ड्रिल को अपनाते समय, तीन मुख्य पहलुओं पर विचार किया जाना चाहिए:

Point Angle

मानक ड्रिल बिट्स का बिंदु कोण आमतौर पर 118 डिग्री से 130 डिग्री तक होता है। इस टिप कोण को 60 डिग्री से 90 डिग्री तक ग्राउंड किया जाना चाहिए। यह ड्रिल बिट को ऐक्रेलिक शीट में आसानी से प्रवेश करने और बाहर निकलने में मदद करता है, इस प्रकार किनारे को टूटने से बचाता है। बड़े बिंदु कोण (उदाहरण के लिए, 90 डिग्री से अधिक) आमतौर पर दरार का कारण बनते हैं और जब ड्रिल बिट शीट से बाहर निकलता है तो उड़ जाता है।

अधिकांश ऐक्रेलिक शीट ड्रिलिंग कार्यों के लिए, 90 डिग्री बिंदु कोण ड्रिल बिट की अनुशंसा की जाती है। 90 डिग्री बिंदु का कोण छोटे चिप्स का उत्पादन करता है जिन्हें निकालना आसान होता है, जिससे सामग्री के पिघलने को कम करने और छेद की गुणवत्ता में सुधार करने में मदद मिलती है। प्रवेश और निकास के दौरान विशेष ध्यान देने की जरूरत है. 60 डिग्री बिंदु कोण वाले ड्रिल बिट्स का भी आमतौर पर उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से 1/2 इंच और उससे अधिक के व्यास वाले छेद के लिए।

0 डिग्री और 4 डिग्री के बीच रेक कोण बनाए रखने के लिए काटने का किनारा समतल होना चाहिए। इस तरह से संशोधित कटिंग एज ऐक्रेलिक को "छेनी" के बजाय "स्क्रैप" करेगी।

Rake Angle

12 डिग्री से 15 डिग्री का क्लीयरेंस कोण प्रदान करने के लिए कटिंग एज के पीछे की सतह को जमीन पर रखा जाना चाहिए। यह बैक क्लीयरेंस धातु और प्लास्टिक के बीच संपर्क क्षेत्र को कम कर देता है, जिससे गर्मी का निर्माण कम हो जाता है। यह संशोधन आमतौर पर उच्च गुणवत्ता वाले ट्विस्ट ड्रिल पर मानक है।

Clearance Angle / Back Relief

ड्रिल बिट का हेलिक्स कोण कटिंग एज और ड्रिल बिट की केंद्र रेखा के साथ एक ऊर्ध्वाधर रेखा के बीच का कोण है। मध्यम हेलिक्स कोण वाले ड्रिल बिट्स चिप निकासी की सुविधा प्रदान करते हैं और इसलिए प्लास्टिक ड्रिलिंग के लिए अनुशंसित हैं। एक हेलिक्स कोण जो बहुत छोटा है, चिप निकासी में बाधा उत्पन्न करेगा और पिघलने का जोखिम बढ़ाएगा। बहुत बड़ा हेलिक्स कोण छेद के किनारों पर दरार पैदा कर सकता है। आमतौर पर अनुशंसित हेलिक्स कोण 15 डिग्री से 30 डिग्री है।

Helix Angle

छेद की गुणवत्ता के लिए ड्रिल बिट ज्यामिति महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सीधे चिप आकार और चिप निकासी दक्षता को प्रभावित करती है। बड़े व्यास वाले ड्रिल बिट्स और छोटे बिंदु कोण वाले ड्रिल बिट्स बड़े चिप्स का उत्पादन करते हैं। यदि छेद की गहराई (एच) ड्रिल बिट व्यास (डी) से कम है, तो बड़े चिप्स को आसानी से निकाला जा सकता है। जैसे-जैसे छेद की गहराई बढ़ती है (यानी, एच > डी), ड्रिल बिट और छेद की दीवार के बीच बहुत छोटी निकासी के कारण बड़े चिप्स को निकालना मुश्किल हो जाता है। ड्रिल बिट बिंदु कोण को बढ़ाने से चिप का आकार कम हो सकता है, जिससे चिप निकासी की सुविधा मिलती है। हालाँकि, जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, यदि बिंदु कोण बहुत बड़ा है (90 डिग्री से अधिक), तो ड्रिल बिट ऐक्रेलिक से बाहर निकलने पर झटका और छिलने का कारण बन सकता है।

ड्रिलिंग कार्य करते समय, उपकरण और सामग्री निर्माताओं की सुरक्षा सिफारिशों का पालन करना सुनिश्चित करें।

ऐक्रेलिक शीटों की ड्रिलिंग करते समय, ड्रिल बिट और छेद की दीवार के बीच बेहद छोटी निकासी के कारण बड़ी मात्रा में गर्मी उत्पन्न होती है, जो चिप निकासी में कठिनाई के साथ संयुक्त होती है। इसके अतिरिक्त, ऐक्रेलिक की अपेक्षाकृत कम तापीय चालकता और उच्च तापीय विस्तार गुणांक के कारण सामग्री का विस्तार होता है, जिससे घर्षण और बढ़ जाता है। यदि अनियंत्रित छोड़ दिया जाए, तो ये कारक सामग्री के पिघलने और चिपकने का कारण बन सकते हैं, जिससे छेद की गुणवत्ता प्रभावित हो सकती है। इसलिए, उत्पन्न गर्मी को कम करना और चिप्स को जल्दी से हटाना महत्वपूर्ण है।

वर्कपीस को वर्कटेबल पर मजबूती से चिपकाया जाना चाहिए। बैकिंग प्लेट समर्थन के रूप में ऐक्रेलिक का एक और टुकड़ा, अन्य थर्मोप्लास्टिक शीट, या मध्यम घनत्व फाइबरबोर्ड (एमडीएफ) का उपयोग करना सबसे अच्छा अभ्यास है, जिससे ड्रिल बिट को ठोस सामग्री में ड्रिलिंग जारी रखने की अनुमति मिलती है क्योंकि यह निचली सतह में प्रवेश करती है। यह प्रभावी रूप से निचली सतह को टूटने से बचाता है।

ड्रिलिंग गति शुरू करते समय, ड्रिल बिट को सामग्री में आसानी से प्रवेश करने की अनुमति देने के लिए धीमी फ़ीड दर का उपयोग किया जाना चाहिए; जब ड्रिल बिट निचली सतह से बाहर निकलने वाली हो, तो किनारे को टूटने से बचाने के लिए फ़ीड दर को भी कम किया जाना चाहिए।

उचित ड्रिलिंग स्थितियाँ स्पिंडल गति (आरपीएम) और फ़ीड दर (आईपीएम) का संयोजन हैं। इन स्थितियों को निर्धारित करने के लिए आमतौर पर निम्नलिखित दो मापदंडों का उपयोग किया जाता है:

एसएफएम (सतह फीट प्रति मिनट): वह गति जिस पर ड्रिल बिट की धार सामग्री से टकराती है।

आईपीआर (इंच प्रति क्रांति): ड्रिल बिट की प्रति क्रांति हटाई गई सामग्री की मात्रा, जिसे चिप लोड के रूप में भी जाना जाता है।

हालाँकि एसएफएम और आईपीआर को सीधे मैनुअल ड्रिलिंग उपकरण पर सेट नहीं किया जा सकता है, लेकिन उनका उपयोग स्पिंडल गति (आरपीएम, क्रांति प्रति मिनट) और फ़ीड दर (आईपीएम, इंच प्रति मिनट) निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। यदि इष्टतम एसएफएम और आईपीआर मान निर्धारित किए गए हैं, तो उपकरण सेटिंग्स निर्धारित करने के लिए निम्नलिखित सूत्रों का उपयोग किया जा सकता है:

Recommended Drilling Conditions

ऐक्रेलिक ड्रिलिंग के लिए, अनुशंसित एसएफएम और आईपीआर मान निम्नलिखित तालिका में दिखाए गए हैं:

ड्रिल व्यास (इंच)	एसएफएम (सतह फीट/मिनट)	आईपीआर (इंच/क्रांति)
1/16	20 - 160	0.001
1/8	20 - 160	0.002
1/4	20 - 160	0.004
3/8	20 - 160	0.006
1/2	30 - 90	0.008
3/4	30 - 90	0.010
1 से बड़ा या उसके बराबर	30 - 90	0.012 - 0.015

Charts showing larger diameter drill bits require lower SFM

जैसा कि ऊपर तालिका में दिखाया गया है, बड़े व्यास वाले ड्रिल बिट्स को कम एसएफएम की आवश्यकता होती है। यह सुचारू, कंपन मुक्त ड्रिलिंग संचालन सुनिश्चित करने के लिए है, क्योंकि बड़े ड्रिल बिट सामग्री को अधिक आसानी से पकड़ लेते हैं। इसलिए, किनारों को टूटने से बचाने के लिए फ़ीड दर को आम तौर पर कम किया जाना चाहिए, जबकि सामग्री को पिघलने से रोकने के लिए स्पिंडल गति को कम किया जाना चाहिए।

ऐसे मामलों के लिए जहां एच > डी, "पेक ड्रिलिंग" को नियोजित किया जाना चाहिए, अर्थात, खंडों में ड्रिलिंग करना और समय-समय पर चिप्स को साफ़ करने के लिए सामग्री से ड्रिल बिट को निकालना।

मैन्युअल ड्रिलिंग संचालन में स्वचालित या सीएनसी ड्रिलिंग की तुलना में कम गति और फ़ीड दर का उपयोग करना चाहिए। ड्रिल बिट व्यास, सामग्री की मोटाई और शीतलन क्षमता पर विचार करते समय, गहरे छेद ड्रिलिंग को पिघलने को कम करने के लिए पेक ड्रिलिंग को नियोजित करना चाहिए। चूंकि मैन्युअल ड्रिलिंग से सटीक फ़ीड दर नियंत्रण मुश्किल हो जाता है, सही आरपीएम निर्धारित करने के बाद, छेद की सतह की फिनिश का उपयोग फ़ीड दर के लिए एक गाइड के रूप में किया जा सकता है। यदि सामग्री टूट जाती है, तो फ़ीड दर बहुत तेज़ है और इसे कम किया जाना चाहिए। यदि सामग्री पिघलती है, तो फ़ीड दर बहुत धीमी है (घर्षण गर्मी पैदा करती है) या आरपीएम बहुत अधिक है, और समायोजन करना होगा।

ड्रिलिंग के दौरान उत्पादित चिप्स का आकार ड्रिलिंग स्थितियों का आकलन करने के लिए एक संदर्भ के रूप में काम कर सकता है:

इष्टतम स्थितियाँ: छेद की सतह चिकनी होती है, चिप्स चिकने, सतत रिबन के रूप में दिखाई देते हैं।

फ़ीड दर बहुत अधिक या आरपीएम बहुत कम: चिप्स पाउडरयुक्त और असंतुलित होते हैं, काटना असमान होता है।

फ़ीड दर बहुत कम या आरपीएम बहुत अधिक: चिप्स पिघल कर गुच्छों में चिपक जाते हैं, छेद की दीवारों पर पिघलने के निशान दिखाई देते हैं।

जब स्थितियाँ अनुमति दें, जब भी संभव हो वायु या तरल शीतलक का उपयोग किया जाना चाहिए। शीतलक प्रभावी ढंग से उत्पन्न गर्मी को कम कर सकता है, जिससे छेद की गुणवत्ता में सुधार होता है। विशिष्ट छिद्र गहराई और आकार में, शीतलक पिघलने से रोकने का एक आवश्यक साधन है।

सामान्य नियम: When hole depth (H) exceeds drill bit diameter (D) (e.g., when D=0.250", coolant should be used if H>0.250"), या जब छेद का व्यास 1/2 इंच से अधिक या उसके बराबर हो (डी 1/2" से अधिक या उसके बराबर हो), तो शीतलक का उपयोग किया जाना चाहिए।

पसंद: ठंडी वायु बंदूकें अच्छा शीतलन प्रभाव प्रदान करती हैं और उपयोग में स्वच्छ होती हैं। हालाँकि, तरल शीतलक मजबूत शीतलन प्रदान करते हैं क्योंकि तरल ड्रिल बिट के साथ छेद की गहराई तक प्रवाहित हो सकता है, जिसके परिणामस्वरूप छेद बेहतर होता है। पानी, मिट्टी का तेल, खनिज तेल, या अन्य संगत सॉल्वैंट्स सभी का उपयोग किया जा सकता है।

उन छेदों के लिए जो स्क्रू या बोल्ट के बल को सहन कर सकते हैं, डिबरिंग के लिए एक काउंटरसिंक टूल का उपयोग किया जाना चाहिए। ज़ीरो - बांसुरी काउंटरसिंक ऐक्रेलिक शीट पर काउंटरसिंकिंग और डिबरिंग संचालन के लिए बहुत उपयुक्त हैं। यदि काउंटरसिंक उपकरण उपलब्ध नहीं है, तो छेद के निकास पक्ष (वह पक्ष जहां ड्रिल बिट शीट से बाहर निकलता है) पर खुरदुरे किनारों को हटाने के लिए छेद के व्यास से बड़े ड्रिल बिट का उपयोग किया जा सकता है।

सर्किट बोर्ड ड्रिलिंग एक विशेष मामला है, जिसमें अत्यधिक उच्च गति पर हजारों छोटे छेदों को ड्रिल करने के लिए स्वचालित मशीनों का उपयोग किया जाता है। इसके लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए ड्रिल बिट्स की आवश्यकता होती है। अनुशंसित फ़ीड दरों और आरपीएम को प्रासंगिक चार्ट से संदर्भित किया जा सकता है।

Circuit board drilling feed rate and RPM recommendation charts

ऐक्रेलिक शीट में 1 इंच (25.4 मिमी) से बड़े व्यास वाले छेद ड्रिल करने के लिए, एक सर्कल कटर का उपयोग किया जा सकता है। उपकरण को ऐक्रेलिक की सामग्री विशेषताओं के अनुरूप संशोधित किया जाना चाहिए: काटने की नोक को ऐक्रेलिक को छेनी के बजाय स्क्रैपिंग तरीके से संसाधित करना चाहिए।

सर्वोत्तम कटिंग परिणामों के लिए, इन अनुशंसाओं का पालन करें:

सर्कल कटर और काटने का उपकरण स्वयं सुरक्षित रूप से तय किया जाना चाहिए।

काटने के उपकरण की विस्तार लंबाई केवल आवश्यक काटने की गहराई तक होनी चाहिए।

काटने के दौरान झुकने या कंपन को रोकने के लिए ऐक्रेलिक शीट को पर्याप्त रूप से समर्थित और क्लैंप किया जाना चाहिए।

उपकरण की यात्रा दूरी को कम करने के लिए सामग्री को यथासंभव उपकरण के करीब रखा जाना चाहिए।

अनुशंसित स्पिंडल गति 400-600 आरपीएम के बीच है।

स्वच्छ, चिकने छिद्र प्राप्त करने के लिए धीमी, स्थिर फ़ीड दर महत्वपूर्ण है।

जब छेद पूरा हो जाता है और "सेंटर प्लग" बाहर गिर जाता है, तो उपकरण को हटाए बिना ड्रिल प्रेस को बंद करना सबसे अच्छा होता है ताकि उपकरण को निकालने के दौरान छेद टूटने से बचाया जा सके।

उपकरण और प्लास्टिक को कम तापमान पर रखने के लिए और काटने वाले स्नेहक के रूप में भी काम करने के लिए ठंडा करने के लिए थोड़ी मात्रा में पानी की धुंध की सिफारिश की जाती है।

टिप्पणी: सर्कल कटर का उपयोग केवल बेंच ड्रिल प्रेस पर किया जाना चाहिए, और ऐक्रेलिक शीट को मशीन की वर्कटेबल पर मजबूती से चिपकाया जाना चाहिए। ड्रिल प्रेस एक समान दबाव और निरंतर स्थिति प्रदान करता है, जो उच्च गुणवत्ता वाले छेदों को सुरक्षित रूप से ड्रिल करने के लिए महत्वपूर्ण है। कभी भी हैंडहेल्ड ड्रिल के साथ सर्कल कटर का उपयोग करने का प्रयास न करें।

पूर्ववर्ती अनुभाग मुख्य रूप से नियंत्रित उत्पादन और कार्यशाला अनुप्रयोगों से संबंधित हैं। हालाँकि, कभी-कभी ड्रिलिंग क्षेत्र में की जानी चाहिए (उदाहरण के लिए, एक निर्माण स्थल पर), जहां सटीक गति और फ़ीड नियंत्रण सीमित है। ऐसे मामलों में, निम्नलिखित ड्रिल बिट अनुशंसाएँ सहायक हो सकती हैं।

कई ड्रिल बिट ज्यामिति जिनका सफलतापूर्वक उपयोग किया जा सकता है, नीचे वर्णित हैं, हालांकि इनमें से अधिकांश छेद के आंतरिक व्यास पर एक चिकनी सतह खत्म नहीं कर सकते हैं। इन ड्रिल बिट्स को पहले उल्लिखित बैकिंग प्लेट समर्थन और शीतलन आवश्यकताओं का भी पालन करना चाहिए।

स्पेड बिट (1-1/2" से 2"): उन्नत डिज़ाइनों का उपयोग करें, जैसे कि बाहरी रिम धुरी बिंदु वाले प्रकार, जो संरेखण में मदद करते हैं और जब ड्रिल बिट सामग्री से बाहर निकलता है तो सुचारू ब्रेकआउट प्रदान करता है।

ब्रैड प्वाइंट बिट (1/8" से 1"): यह डिज़ाइन एक ट्विस्ट ड्रिल के समान है लेकिन एक बेहतर टिप और धुरी बिंदु के साथ एक कुदाल बिट के समान है। इसमें एक पेचदार बांसुरी डिज़ाइन है जो चिप्स को बाहर निकालने में मदद करता है, जो सामान्य स्पेड बिट्स से बेहतर है।

स्टेप ड्रिल (1/8" से 1/2"): एक ड्रिल बिट के साथ कई छेद व्यास प्राप्त करने के लिए 0.118" (3 मिमी) तक मोटी शीट के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। दरार को रोकने के लिए शीट के पीछे अधिकतम समर्थन की आवश्यकता होती है।

सेंटर पायलट ड्रिल के साथ होल सॉ (3/4" से 6"): शीट के भीतर तनाव निर्माण को रोकने के लिए काटने के दौरान शीतलन की आवश्यकता होती है। वे ख़राब छेद वाली आंतरिक सतह फिनिश उत्पन्न करते हैं। एचवीएसी, प्लंबिंग या वायरिंग इंस्टॉलेशन के लिए उबड़-खाबड़ रास्ते के लिए उपयुक्त।

Hole center distance from edge and hole diameter to bolt diameter relationship diagram

शीटों के पॉइंट फास्टनर समर्थन के लिए छेद ड्रिल करते समय, दो नियमों का पालन किया जाना चाहिए:

छेद व्यास का आकार: बोल्ट के छेद का व्यास बोल्ट के व्यास का कम से कम 2 गुना होना चाहिए। यह थर्मल विस्तार और नमी विस्तार/संकुचन के लिए पर्याप्त निकासी प्रदान करता है।

किनारे की दूरी: छेद के केंद्र से शीट के किनारे तक की दूरी छेद के व्यास से कम से कम 1.5 गुना होनी चाहिए।