১০০ মেশ – ৪০০ মেশ মেটাল পাউডার ওয়াটার অ্যাটোমাইজার মেশিন

ভ্যাকুয়াম এয়ার অ্যাটোমাইজেশন পদ্ধতিতে প্রস্তুত পাউডারের উচ্চ বিশুদ্ধতা, কম অক্সিজেন উপাদান এবং সূক্ষ্ম কণার আকারের মতো সুবিধা রয়েছে। বছরের পর বছর ধরে অবিরাম উদ্ভাবন ও উন্নতির পর, ভ্যাকুয়াম এয়ার অ্যাটোমাইজেশন পাউডার প্রযুক্তি উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন ধাতু ও সংকর ধাতুর পাউডার উৎপাদনের প্রধান পদ্ধতিতে পরিণত হয়েছে এবং নতুন উপকরণের গবেষণা ও নতুন প্রযুক্তির বিকাশে সহায়ক ও প্রসারক একটি অগ্রণী শক্তি হয়ে উঠেছে। সম্পাদক ভ্যাকুয়াম এয়ার অ্যাটোমাইজেশনের নীতি, প্রক্রিয়া এবং পাউডার পেষণ সরঞ্জাম সম্পর্কে আলোচনা করেছেন এবং এই পদ্ধতিতে প্রস্তুত পাউডারের প্রকারভেদ ও ব্যবহার বিশ্লেষণ করেছেন।

অ্যাটোমাইজেশন পদ্ধতি হলো পাউডার তৈরির একটি পদ্ধতি, যেখানে দ্রুত-প্রবাহিত তরল (অ্যাটোমাইজিং মাধ্যম) ধাতু বা সংকর ধাতুর তরলকে আঘাত করে বা অন্য কোনো উপায়ে ভেঙে সূক্ষ্ম ফোঁটায় পরিণত করে, যা পরে ঘনীভূত হয়ে কঠিন পাউডারে পরিণত হয়। অ্যাটোমাইজড পাউডারের কণাগুলোর রাসায়নিক গঠন প্রদত্ত গলিত সংকর ধাতুর মতোই হুবহু সমসত্ত্ব হয়, এবং দ্রুত কঠিনীভবনের কারণে এর স্ফটিক কাঠামো সূক্ষ্মতর হয় ও দ্বিতীয় পর্যায়ের ম্যাক্রোসেগ্রিগেশন দূর হয়। সাধারণত ব্যবহৃত অ্যাটোমাইজেশন মাধ্যম হলো পানি বা আল্ট্রাসনিক, যাকে যথাক্রমে ওয়াটার অ্যাটোমাইজেশন এবং গ্যাস অ্যাটোমাইজেশন বলা হয়। ওয়াটার অ্যাটোমাইজেশন পদ্ধতিতে প্রস্তুত ধাতব পাউডারের উৎপাদন হার বেশি ও সাশ্রয়ী, এবং শীতলীকরণের হারও দ্রুত, কিন্তু এই পাউডারগুলোতে অক্সিজেনের পরিমাণ বেশি থাকে এবং এর আকৃতি অনিয়মিত, যা সাধারণত ফ্লেকের মতো হয়। আল্ট্রাসনিক অ্যাটোমাইজেশন প্রযুক্তিতে প্রস্তুত পাউডারের কণার আকার ছোট, গোলাকারত্ব বেশি এবং অক্সিজেনের পরিমাণ কম থাকে, এবং এটি উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন গোলাকার ধাতু ও সংকর ধাতুর পাউডার উৎপাদনের প্রধান পদ্ধতিতে পরিণত হয়েছে।

ভ্যাকুয়াম স্মেল্টিং হাই-প্রেশার গ্যাস অ্যাটোমাইজেশন পালভারাইজিং প্রযুক্তি উচ্চ-ভ্যাকুয়াম প্রযুক্তি, উচ্চ-তাপমাত্রার স্মেল্টিং প্রযুক্তি এবং উচ্চ-চাপ ও উচ্চ-গতির গ্যাস প্রযুক্তির সমন্বয়ে গঠিত। এটি পাউডার ধাতুবিদ্যার বিকাশের চাহিদা মেটাতে, বিশেষ করে সক্রিয় উপাদানযুক্ত উচ্চ-মানের সংকর ধাতুর পাউডার উৎপাদনের জন্য তৈরি করা হয়েছে। আল্ট্রাসনিক/গ্যাস অ্যাটোমাইজেশন পালভারাইজিং প্রযুক্তি একটি নতুন দ্রুত কঠিনীকরণ প্রযুক্তি। এর উচ্চ শীতলীকরণ হারের কারণে, এই পাউডারে দানার সূক্ষ্মতা, সুষম গঠন এবং উচ্চ কঠিন দ্রবণীয়তার বৈশিষ্ট্য দেখা যায়।

উপরোক্ত সুবিধাগুলো ছাড়াও, ভ্যাকুয়াম স্মেল্টিং হাই-প্রেশার গ্যাস অ্যাটোমাইজেশন পদ্ধতিতে উৎপাদিত ধাতব পাউডারের নিম্নলিখিত তিনটি বৈশিষ্ট্য রয়েছে: বিশুদ্ধ পাউডার, কম অক্সিজেন উপাদান; সূক্ষ্ম পাউডারের উচ্চ ফলন; এবং উচ্চ বাহ্যিক গোলাকার আকৃতি। এই পাউডার থেকে তৈরি কাঠামোগত বা কার্যকরী উপাদানগুলো ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের দিক থেকে প্রচলিত উপাদানগুলোর তুলনায় অনেক বেশি সুবিধাজনক। উন্নত পাউডারগুলোর মধ্যে রয়েছে সুপারঅ্যালয় পাউডার, থার্মাল স্প্রে অ্যালয় পাউডার, কপার অ্যালয় পাউডার এবং স্টেইনলেস স্টিল পাউডার।

১. ভ্যাকুয়াম এয়ার অ্যাটোমাইজেশন পাউডার মিলিং প্রক্রিয়া এবং সরঞ্জাম

১.১ ভ্যাকুয়াম এয়ার অ্যাটোমাইজেশন পাউডার মিলিং প্রক্রিয়া

ভ্যাকুয়াম এয়ার অ্যাটোমাইজেশন পালভারাইজিং পদ্ধতি হলো সাম্প্রতিক বছরগুলিতে ধাতব গুঁড়া উৎপাদন শিল্পে উদ্ভাবিত একটি নতুন ধরনের প্রক্রিয়া। এর সুবিধাগুলো হলো—উপাদানের সহজে জারিত না হওয়া, ধাতব গুঁড়ার দ্রুত শীতলীকরণ এবং উচ্চ মাত্রার স্বয়ংক্রিয়তা। এর নির্দিষ্ট প্রক্রিয়াটি হলো, ইন্ডাকশন ফার্নেসে সংকর ধাতু (ধাতু) গলানো ও পরিশোধিত করার পর, গলিত ধাতব তরলকে তাপ নিরোধক স্ল্যাম্পে ঢালা হয় এবং তা গাইড টিউব ও নজলের মধ্যে প্রবেশ করে। এরপর উচ্চ-চাপের গ্যাস প্রবাহের মাধ্যমে গলিত প্রবাহকে অ্যাটোমাইজ করা হয়। অ্যাটোমাইজড ধাতব গুঁড়া কঠিন হয়ে অ্যাটোমাইজেশন টাওয়ারে থিতিয়ে পড়ে এবং পাউডার সংগ্রহকারী ট্যাঙ্কে জমা হয়।

গ্যাস অ্যাটোমাইজেশন প্রক্রিয়ার তিনটি মৌলিক দিক হলো অ্যাটোমাইজিং সরঞ্জাম, অ্যাটোমাইজিং আল্ট্রাসনিক এবং ধাতব তরল প্রবাহ। অ্যাটোমাইজেশন সরঞ্জামে, ইনজেক্ট করা অ্যাটোমাইজিং আল্ট্রাসনিক ত্বরান্বিত হয় এবং ইনজেক্ট করা ধাতব তরল প্রবাহের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে একটি প্রবাহ ক্ষেত্র তৈরি করে। এই প্রবাহ ক্ষেত্রে, গলিত ধাতুর প্রবাহ ভেঙে যায়, ঠান্ডা হয় এবং কঠিনীভূত হয়, যার ফলে নির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যযুক্ত পাউডার পাওয়া যায়। অ্যাটোমাইজেশন সরঞ্জামের প্যারামিটারগুলোর মধ্যে রয়েছে নজলের গঠন, ক্যাথেটারের গঠন, ক্যাথেটারের অবস্থান ইত্যাদি; অ্যাটোমাইজেশন গ্যাস এবং এর প্রসেস প্যারামিটারগুলোর মধ্যে রয়েছে আল্ট্রাসনিক বৈশিষ্ট্য, এয়ার ইনলেট প্রেশার, এয়ার ভেলোসিটি ইত্যাদি; এবং ধাতব তরল প্রবাহ ও এর প্রসেস প্যারামিটারগুলোর মধ্যে রয়েছে ধাতব তরল প্রবাহের বৈশিষ্ট্য, সুপারহিট, তরল প্রবাহের ব্যাস ইত্যাদি। আল্ট্রাসনিক অ্যাটোমাইজেশন বিভিন্ন প্যারামিটার এবং তাদের সমন্বয়ের মাধ্যমে পাউডার কণার আকার, কণার আকারের বন্টন এবং মাইক্রোস্ট্রাকচার সামঞ্জস্য করার উদ্দেশ্য অর্জন করে।

১.২ ভ্যাকুয়াম এয়ার অ্যাটোমাইজেশন পালভারাইজিং সরঞ্জাম

বর্তমান ভ্যাকুয়াম অ্যাটোমাইজেশন পালভারাইজিং সরঞ্জামগুলোর মধ্যে প্রধানত বিদেশি এবং দেশীয় সরঞ্জাম অন্তর্ভুক্ত। বিদেশে উৎপাদিত সরঞ্জামগুলোর স্থিতিশীলতা এবং নিয়ন্ত্রণের নির্ভুলতা বেশি, কিন্তু সরঞ্জামের দাম বেশি এবং এর রক্ষণাবেক্ষণ ও মেরামতের খরচও বেশি। দেশীয় সরঞ্জামের দাম কম, রক্ষণাবেক্ষণের খরচ কম এবং রক্ষণাবেক্ষণ সুবিধাজনক। তবে, দেশীয় সরঞ্জাম নির্মাতারা সাধারণত অ্যাটোমাইজিং নজল এবং অ্যাটোমাইজেশন প্রক্রিয়ার মতো সরঞ্জামের মূল প্রযুক্তিগুলোতে দক্ষতা অর্জন করতে পারেনি। বর্তমানে, সংশ্লিষ্ট বিদেশী গবেষণা প্রতিষ্ঠান এবং উৎপাদনকারী সংস্থাগুলো এই প্রযুক্তিকে কঠোরভাবে গোপন রাখে এবং নির্দিষ্ট ও শিল্পায়িত প্রক্রিয়ার প্যারামিটারগুলো প্রাসঙ্গিক সাহিত্য এবং পেটেন্ট থেকে পাওয়া যায় না। এর ফলে উচ্চ-মানের পাউডারের উৎপাদন এতটাই কম হয় যে তা লাভজনক থাকে না, এবং এটিই প্রধান কারণ যে আমাদের দেশে অনেক অ্যারোসল পাউডার উৎপাদন ও বৈজ্ঞানিক গবেষণা ইউনিট থাকা সত্ত্বেও আমরা শিল্পগতভাবে উচ্চ-মানের পাউডার উৎপাদন করতে পারিনি।

আল্ট্রাসনিক অ্যাটোমাইজেশন পালভারাইজিং ডিভাইসের কাঠামোটি নিম্নলিখিত অংশগুলি নিয়ে গঠিত: ইন্টারমিডিয়েট ফ্রিকোয়েন্সি ইন্ডাকশন মেল্টিং ফার্নেস, হোল্ডিং ফার্নেস, অ্যাটোমাইজেশন সিস্টেম, অ্যাটোমাইজেশন ট্যাঙ্ক, ডাস্ট কালেকশন সিস্টেম, আল্ট্রাসনিক সাপ্লাই সিস্টেম, ওয়াটার কুলিং সিস্টেম, কন্ট্রোল সিস্টেম, ইত্যাদি।

বর্তমানে, অ্যারোসোলাইজেশন সম্পর্কিত বিভিন্ন গবেষণা প্রধানত দুটি বিষয়ের উপর আলোকপাত করে। একদিকে, নজলের কাঠামোগত প্যারামিটার এবং জেট প্রবাহের বৈশিষ্ট্য নিয়ে গবেষণা করা হয়। এর উদ্দেশ্য হলো বায়ুপ্রবাহ ক্ষেত্র এবং নজলের কাঠামোর মধ্যে সম্পর্ক নির্ণয় করা, যাতে আল্ট্রাসনিক প্রবাহের হার কম থাকা অবস্থাতেই এটি নজলের আউটলেটে কাঙ্ক্ষিত গতিতে পৌঁছাতে পারে এবং এটি নজলের নকশা ও প্রক্রিয়াকরণের জন্য একটি তাত্ত্বিক ভিত্তি প্রদান করে। অন্যদিকে, অ্যাটোমাইজেশন প্রক্রিয়ার প্যারামিটার এবং পাউডারের বৈশিষ্ট্যের মধ্যে সম্পর্ক নিয়ে গবেষণা করা হয়। এর লক্ষ্য হলো, পাউডার উৎপাদনকে অপ্টিমাইজ ও নির্দেশিত করার জন্য নজল-নির্দিষ্ট ভিত্তিতে পাউডারের বৈশিষ্ট্য এবং অ্যাটোমাইজেশন দক্ষতার উপর অ্যাটোমাইজেশন প্রক্রিয়ার প্যারামিটারের প্রভাব অধ্যয়ন করা। এক কথায়, সূক্ষ্ম পাউডারের উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধি এবং গ্যাসের ব্যবহার হ্রাস করাই আল্ট্রাসনিক অ্যাটোমাইজেশন প্রযুক্তির উন্নয়নের দিকনির্দেশনা দেয়।

১.২.১ আল্ট্রাসনিক অ্যাটোমাইজেশনের জন্য বিভিন্ন ধরণের নজল

অ্যাটোমাইজিং গ্যাস নজলের মধ্য দিয়ে গতি এবং শক্তি বৃদ্ধি করে, যার ফলে এটি কার্যকরভাবে তরল ধাতুকে ভেঙে ফেলে এবং প্রয়োজনীয়তা পূরণকারী পাউডার প্রস্তুত করে। নজল অ্যাটোমাইজড মাধ্যমের প্রবাহ এবং প্রবাহের ধরণ নিয়ন্ত্রণ করে এবং অ্যাটোমাইজেশন দক্ষতার স্তর ও অ্যাটোমাইজেশন প্রক্রিয়ার স্থিতিশীলতায় একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, এবং এটি আল্ট্রাসনিক অ্যাটোমাইজেশনের মূল প্রযুক্তি। প্রাথমিক গ্যাস অ্যাটোমাইজেশন প্রক্রিয়ায়, সাধারণত ফ্রি-ফল নজল কাঠামো ব্যবহার করা হতো। এই নজলের নকশা সহজ, এটি সহজে আটকে যায় না এবং এর নিয়ন্ত্রণ প্রক্রিয়াও তুলনামূলকভাবে সরল, কিন্তু এর অ্যাটোমাইজেশন দক্ষতা বেশি নয় এবং এটি শুধুমাত্র ৫০-৩০০ মাইক্রোমিটার কণার আকারের পাউডার উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত। অ্যাটোমাইজেশন দক্ষতা উন্নত করার জন্য, পরবর্তীতে রেস্ট্রিকটিভ নজল বা টাইটলি কাপলড অ্যাটোমাইজিং নজল তৈরি করা হয়েছিল। টাইট বা রেস্ট্রিকটিভ নজল গ্যাসের উড্ডয়ন দূরত্ব কমিয়ে দেয় এবং গ্যাস প্রবাহ প্রক্রিয়ায় গতিশক্তির ক্ষয় হ্রাস করে, যার ফলে ধাতুর সাথে মিথস্ক্রিয়াকারী গ্যাস প্রবাহের বেগ এবং ঘনত্ব বৃদ্ধি পায় এবং সূক্ষ্ম পাউডারের উৎপাদন বাড়ে।

১.২.১.১ পরিধিগত স্লট নজল

উচ্চচাপের আল্ট্রাসনিক তরঙ্গ স্পর্শকীয়ভাবে নজলে প্রবেশ করে। তারপর এটি উচ্চ গতিতে নির্গত হয়ে একটি ঘূর্ণি তৈরি করে।