थ्रीडी प्रिन्टिङले कसरी काम गर्छ?

एउटा योजक उत्पादन विधि थ्रीडी प्रिन्टिङ हो। यो "योजक" हो किनकि यसले सामग्रीको ब्लक वा मोल्डको आवश्यकताको सट्टा वास्तविक वस्तुहरू सिर्जना गर्न सामग्रीको तहहरूलाई स्ट्याक र फ्यूज गर्दछ। यसले "परम्परागत" प्रविधिहरू भन्दा बढी जटिल ज्यामितिहरू निर्माण गर्न सक्छ, प्रायः छिटो हुन्छ, सस्तो निश्चित सेटअप लागत हुन्छ, र सामग्रीहरूको बढ्दो दायरासँग काम गर्दछ। इन्जिनियरिङ क्षेत्रले यसको पर्याप्त प्रयोग गर्दछ, विशेष गरी प्रोटोटाइप गर्दा र हल्का वजन ज्यामितिहरू विकास गर्दा।

थप उत्पादन र थ्रीडी प्रिन्टिङ

"थ्रीडी प्रिन्टिङ" शब्दलाई प्रायः निर्माता संस्कृति, एमेच्योर र उत्साहीहरू, डेस्कटप प्रिन्टरहरू, FDM जस्ता पहुँचयोग्य प्रिन्टिङ प्रविधिहरू, र ABS र PLA जस्ता सस्तो सामग्रीहरूसँग जोडिएको छ। यो आंशिक रूपमा RepRap आन्दोलनबाट उत्पन्न किफायती डेस्कटप प्रिन्टरहरूको कारणले हो, जस्तै मौलिक मेकरबोट र अल्टिमेकर, जसले थ्रीडी प्रिन्टिङको लोकतान्त्रिकरण र २००९ को थ्रीडी प्रिन्टिङ बूममा योगदान पुर्‍यायो।

थ्रीडी प्रिन्टिङ टेक्नोलोजी: नवीन उत्पादनको भविष्य

थ्रीडीछाप्ने कामइतिहास

थ्रीडी प्रिन्टिङ अवधारणा उत्पादनहरू १९७० को दशकमा सुरु भयो। १९८१ मा, जापानी वैज्ञानिक डा. कोडामा, जसले तह-दर-तह मुद्रण उत्पादन विधिको वर्णन गर्ने पहिलो व्यक्ति थिए, उनले थ्रीडी प्रिन्टिङको प्रयास गरे, र व्यक्तिगत रूपमा पराबैंगनी प्रकाशद्वारा पोलिमराइज्ड SLA (स्टेरियोलिथोग्राफी) थ्रीडी प्रिन्टिङ प्रविधि-फोटोसेन्सिटिभ रेजिन सिर्जना गरे।

केही वर्ष पछि, अमेरिकी वैज्ञानिक चार्ल्स हलले पनि SLA को प्रविधिमा गहन अनुसन्धान गरे, र १९८६ मा SLA को पहिलो पेटेन्ट पेश गरे। थ्रीडी सिस्टम्स स्थापना गरे र १९८८ मा आफ्नो पहिलो व्यावसायिक उत्पादन, SLA-१ जारी गरे। (तलको तस्वीर)

SLA लाई सबैभन्दा पहिले विकसित थ्रीडी प्रिन्टिङ प्रविधि भन्न सकिन्छ, त्यसोभए SLS (सिलेक्टिभ लेजर सिन्टरिङ) र FDM (फ्युज्ड डिपोजिसन मोडलिङ) कहिले पछि आए?

१९८८ मा, अमेरिकी कार्ल डेकार्डले टेक्सास विश्वविद्यालयमा SLS प्रविधिको पेटेन्ट गराए, जुन अर्को थ्रीडी प्रिन्टिङ प्रविधि हो जसमा लेजरले स्थानीय रूपमा पाउडर कणहरूलाई प्रिन्ट गर्न फ्यूज गर्छ। सोही वर्ष, स्ट्र्याटासिसका संस्थापकहरू मध्ये एक, स्कट क्रम्पले फ्यूज्ड डिपोजिसन मोडेलिङ (FDM) को लागि पेटेन्टको लागि आवेदन दिए। १९८० देखि १९९० सम्म, थ्रीडी प्रिन्टिङका ​​तीन मुख्य प्रविधिहरू सबै पेटेन्ट गरिएका थिए, जसले यस उद्योगमा द्रुत विकासको अवधिको सुरुवातलाई चिन्ह लगायो। ।

युरोपमा, EOS GmbH ले थ्रीडी प्रिन्टिङको लागि एउटा डिजाइन प्रणाली सिर्जना गर्‍यो: स्टेरियोस" प्रणाली। आज, औद्योगिक क्षेत्रमा यसको थ्रीडी प्रिन्टेड मोडेलहरू विश्वव्यापी रूपमा प्लास्टिक र धातुहरूको लागि SLS थ्रीडी प्रिन्टिङ प्रविधि (सिलेक्टिभ लेजर सिन्टरिङ) को लागि प्रयोग गरिन्छ।

१९९२ मा, FDM (फ्युज्ड डिपोजिसन मोडलिङ) थ्रीडी प्रिन्टिङ टेक्नोलोजी पेटेन्टलाई स्ट्र्याटासिसद्वारा अधिकृत गरिएको थियो, जसले धेरै पेशेवर र व्यक्तिहरूको विभिन्न आवश्यकताहरू पूरा गर्न थ्रीडी प्रिन्टरहरू विकास गरेको थियो।

१९९३ देखि १९९९ सम्म, थ्रीडी प्रिन्टिङ उद्योगमा विभिन्न प्रविधिहरू देखा परे। साथै, धेरै भन्दा धेरै नयाँ CAD सफ्टवेयर, र थ्रीडी मोडलिङ सफ्टवेयर विकास गरियो, उदाहरणका लागि, स्यान्डर्स प्रोटोटाइप (अहिले सोलिडस्केप भनिन्छ) जुन सिर्जना गरिएका पहिलो सहभागीहरू मध्ये एक थियो।

थ्रीडी प्रिन्टिङ बहु-क्षेत्र अनुप्रयोगहरू

२००८ मा, पहिलो थ्रीडी-प्रिन्टेड प्रोस्थेटिक बाहिर आयो, जसले मिडियामा थ्रीडी प्रिन्टिङको हिस्सा अझ बढायो। मानिसहरूले पत्ता लगाए कि थ्रीडी प्रिन्टिङले परम्परागत भागहरू मात्र छाप्न सक्दैन तर मानव शरीरको मर्मतमा पनि लागू गर्न सकिन्छ। यो अद्भुत मेडिकल थ्रीडी प्रिन्टिङ परियोजनाले जैविक अंगका सबै भागहरूलाई संयोजन गर्दछ र कुनै पनि पछिल्ला संयोजन बिना "जस्तो छ" छाप्न सकिन्छ। आज, थ्रीडी स्क्यानिङ, थ्रीडी प्रिन्टेड मेडिकल प्रोस्थेसेस, र अर्थोटिक्ससँग मिलेर बिरामीहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्न सस्तो र छिटो हुँदै गइरहेको छ। यसबाहेक, यी प्रोस्थेसेसहरू बढ्दो रूपमा अनुकूलित र बिरामीको आकारविज्ञानमा अनुकूलित हुँदै गइरहेका छन्। थ्रीडी प्रिन्टिङले सामूहिक निजीकरणको लागि नयाँ अवसरहरू ल्याउँछ। (तस्बिर थप्नुहोस्)

२००९ त्यो वर्ष थियो जब FDM पेटेन्टले ठूलो खपत क्षेत्रमा प्रवेश गर्यो, जसले FDM 3D प्रिन्टरहरूको व्यापक नवीनताको लागि नयाँ बाटो खोल्यो। डेस्कटप 3D प्रिन्टरहरूको मूल्य घट्दै जाँदा, धेरै भन्दा धेरै मानिसहरूले 3D प्रिन्टिङ उद्योगको विकासमा ध्यान दिन सक्षम भए।

२०१३ मा, अमेरिकी राष्ट्रपति बाराक ओबामाले आफ्नो स्टेट अफ द युनियन सम्बोधनमा थ्रीडी प्रिन्टिङलाई भविष्यको उत्पादनको मुख्य माध्यमको रूपमा उल्लेख गरेका थिए, जसले गर्दा "थ्रीडी प्रिन्टिङ" एक पूर्ण चर्चाको विषय बनेको छ। अब, जनमानसमा यसको स्थान धेरै प्रमुख छ। धेरै भन्दा धेरै साना र मध्यम आकारका कम्पनीहरूले थ्रीडी प्रिन्टिङद्वारा प्रदान गरिएको कम लागतको प्रोटोटाइपिङको फाइदा उठाइरहेका छन्, यसलाई उनीहरूको पुनरावृत्ति, नवीनता र उत्पादन प्रक्रियाहरूमा पूर्ण रूपमा एकीकृत गर्दै।

थ्रीडी प्रिन्टिङ कन्सेप्ट कार

निर्माण अनुप्रयोगहरूको सन्दर्भमा, थ्रीडी प्रिन्टेड घरहरू अब वास्तविकता बनेका छन्। मानिसहरू २०१८ मा पहिलो पटक थ्रीडी प्रिन्टेड घरहरूमा सरेका थिए। घरको क्षेत्रफल १०२२ वर्ग फिट छ, जुन धेरै बस्न योग्य छ। छाप्न कुल दुई दिन लाग्यो।

उत्पादन र थ्रीडी प्रिन्टिङ बीचको समानता र भिन्नतामा थ्रीडी प्रिन्टिङको वर्गीकरण प्रणाली

उदाहरणको रूपमा खोक्रो भएको बललाई लिनुहोस्। सतहमा एक दर्जनभन्दा बढी फूलहरू छन्। यदि यसलाई परम्परागत मेसिनिङद्वारा प्रशोधन गरिएको छ भने, यो धेरै समस्याग्रस्त हुनेछ, र ढाँचाहरू एक-एक गरी परिमार्जन गर्नुपर्छ। र यदि तपाईंले थ्रीडी प्रिन्टिङ रोज्नुभयो भने, सामग्रीको बर्बादी हुँदैन, त्यसैले यसको नाम पनि एडिटिभ म्यानुफ्याक्चरिङ छ, जसको अर्थ भौतिक भागहरू निर्माण गर्न बिस्तारै सामग्रीहरू जम्मा गर्ने विधि प्रयोग गरिन्छ। परम्परागत विधि भनेको पहिले भ्रूण बनाउनु हो, त्यसपछि अतिरिक्त सामग्री हटाउनुहोस्, र बाँकी सामग्री आवश्यक आकार हो। यदि समस्या पत्ता लाग्यो भने, मोल्ड खोलेर परिमार्जन गर्नु आवश्यक छ; जबकि थ्रीडी प्रिन्टिङले थोरै थोरै सामग्री जम्मा गर्ने प्रयोग गर्छ, तपाईं चाँडै समाप्त उत्पादन देख्न सक्नुहुन्छ।

थ्रीडी प्रिन्टिङ प्रविधिको कार्यान्वयन

औद्योगिक उत्पादनमा थ्रीडी प्रिन्टिङ प्रविधि लागू गरिन्छ। थ्रीडी प्रिन्टिङले भौतिक वस्तु होइन, डिजिटल मोडेल प्रयोग गर्न आवश्यक छ। यदि तपाईं आफ्नो अगाडि रहेको वास्तविक वस्तुलाई थ्रीडी प्रिन्ट गर्न चाहनुहुन्छ भने, तपाईंले यसलाई मोडेल गर्न कम्प्युटर प्रयोग गर्नुपर्छ, वा वास्तविक वस्तुलाई डिजिटलाइज गर्न थ्रीडी स्क्यानर प्रयोग गर्नुपर्छ, अर्थात् थ्रीडी मोडेल, र तपाईंले पन्ध्र मिनेट जतिमा चीजहरू प्रिन्ट गर्न सक्नुहुन्छ। हाल, थ्रीडी प्रिन्टिङ प्रविधिलाई चार प्रमुख कोटीहरूमा विभाजन गरिएको छ: FDM, DLP/SLA, र SLS।

SLS-- लेजर सिन्टरिङ मोल्डिङ प्रक्रिया

SLS एक अपेक्षाकृत उच्च-प्रविधि पाउडर हो जुन लेजर विकिरणको उच्च-तापमान अवस्थाहरूमा पग्लन्छ। वर्कबेन्चमा पातलो पाउडरको तह फैलाउनुहोस्, र लेजर बीमले तहको क्रस-सेक्शन स्क्यान गर्नुहोस् ताकि तापक्रमलाई पग्लने बिन्दुमा बढाउनुहोस्, ताकि सिंटरिङ र बन्धन महसुस गर्न सकियोस्, मोडेल नबनेसम्म पाउडर फैलाउने, सिंटरिङ गर्ने, ग्राइन्ड गर्ने र सुकाउने काम दोहोर्याउनुहोस्। वास्तवमा, 3D प्रिन्टिङ भनेको बारम्बार 2D प्रिन्टिङ हो। यदि तपाईंले कुनै वस्तुलाई धेरै पातलो काट्नुभयो भने, तपाईंले प्रत्येक टुक्राको आकार पाउनुहुनेछ। यदि तपाईंले सबै आकारहरू एकसाथ राख्नुभयो भने, तपाईंले त्रि-आयामी संरचना वस्तु पाउनुहुनेछ। त्यसैले हामी ग्राफिक्स कोर्न लेजरहरू प्रयोग गर्छौं। वातावरण (तापमान, आर्द्रता, र रासायनिक जंग) मा SLS मोल्ड गरिएका भागहरूको प्रतिरोध थर्मोप्लास्टिक सामग्रीहरूको जस्तै छ; जबकि SLA मोल्ड गरिएका भागहरूको प्रतिरोध अपेक्षाकृत कमजोर छ, उदाहरणका लागि, इपोक्सी रालले मोल्ड गरिएका SLA वर्कपीसहरू ओसिलोपन र रसायनहरूको लागि संवेदनशील हुन्छन्। जंग, यो 38°C भन्दा माथिको वातावरणमा नरम र ताना हुनेछ, तर गठन शुद्धता उच्च छ।

SLA --स्टेरियोलिथोग्राफी मोल्डिंग प्रक्रिया

SLA एक प्रकाश-उपचार प्रविधि हो, जुन हाल चीनमा तुलनात्मक रूपमा विकसित छ। "स्टेरियोलिथोग्राफी" भनेको लेजर किरणले तरल रालको सतहमा वस्तुको पहिलो तहको आकारलाई रूपरेखा दिन्छ, र त्यसपछि उत्पादन प्लेटफर्मलाई निश्चित दूरी (०.०५-०.०२५ मिमी बीच) ले घटाइन्छ, र त्यसपछि ठोस तहलाई तरल रालमा डुबाइन्छ, र यस्तै। प्रयोग गरिएको राल एक फोटोसेन्सिटिभ राल हो, जुन लेजर किरणद्वारा विकिरणित भएपछि ठोस अवस्था बनाउँछ, र गठन मोडेल छिटो र सटीक हुन्छ।

DLP-- स्टेरियोलिथोग्राफी मोल्डिंग प्रक्रिया

DLP डिजिटल लाइट प्रशोधन, जसलाई लेजर आकार दिने प्रविधि भनिन्छ। DLP 3D प्रिन्टिङ प्रविधिको SLA 3D प्रिन्टिङ प्रविधिसँग धेरै समानताहरू छन्। यदि उत्पादनलाई पेन्सिलले वृत्त कोर्नेसँग तुलना गरिन्छ भने, SLA प्रविधि तह-दर-तह कोर्ने बराबर हो, जबकि DLP प्रत्यक्ष स्ट्याम्पिङसँग बराबर हो। हामीले पछ्याइरहेका ठूलो उत्पादनमा दुई धेरै महत्त्वपूर्ण बुँदाहरू छन्, एउटा दक्षता हो, र अर्को सामग्री लागत हो। त्यहाँ एउटा 3D प्रिन्टर छ जसले परम्परागत उत्पादन भन्दा सयौं गुणा छिटो छाप्न सक्छ, अर्थात्, फेस-टु-फेस प्रविधि, जुन शेन्जेनको एक कम्पनी, लाइट प्रिज्म टेक्नोलोजी द्वारा विकसित गरिएको छ। परम्परागत FDM 3D प्रिन्टिङको साथ खोक्रो बल छाप्न 2-5 घण्टा लाग्छ, र यसलाई सबैभन्दा छिटो एक घण्टा लाग्छ, तर नवीनतम फेस-टु-फेस प्रविधिको साथ छाप्न लगभग 10 मिनेट मात्र लाग्छ। प्रिन्टिङ गति अद्भुत छ। एक पटक यो 3D प्रिन्टिङ बजारमा आएपछि, परम्परागत शिल्पहरूमा प्रभाव अझै पनि ठूलो छ।

FDM --फ्यूज्ड डिपोजिसन मोल्डिङ प्रक्रिया

DLP र SLS प्रविधिहरूको तुलनामा, FDM प्रविधि अपेक्षाकृत सरल छ, त्यसैले यसको दर्शकहरूको संख्या ठूलो छ र परिवारमा प्रवेश गर्न सजिलो छ। प्रोटोटाइप थर्मोप्लास्टिक सामग्री प्रयोग गरेर थर्मोप्लास्टिक सामग्रीलाई अर्ध-पग्लिएको फिलामेन्टमा बाहिर निकालेर सिधै 3D CAD डेटाबाट निर्माण गरिएको छ, जुन तह-दर-तह आधारमा जम्मा गरिन्छ। FDM प्रविधिका फाइदाहरू सरल मेकानिकल संरचना, सजिलो डिजाइन, कम उत्पादन लागत, मर्मत लागत र सामग्री लागत, र वातावरणमा कुनै प्रदूषण छैन। त्यसकारण, FDM घरायसी डेस्कटप 3D प्रिन्टरहरूमा सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने प्रविधि पनि हो। यो एक अपेक्षाकृत परम्परागत मुद्रण विधि हो, जसले लेजर प्रयोग गर्दैन र कम लागत छ, तर शुद्धता उच्च छैन र मुद्रण गति धेरै ढिलो छ। यो सबैको लागि सबैभन्दा पहुँचयोग्य विधि हो, र यो सामान्यतया शिक्षा बजारमा प्रयोग गरिन्छ।

निर्माण र परम्परागत शिल्प कौशलमा थ्रीडी प्रिन्टिङको प्रभाव

थ्रीडी प्रिन्टिङका ​​फाइदाहरू

(१) अनुकूलन

दन्तचिकित्सालाई उदाहरणको रूपमा लिँदा, सबैको दाँत फरक हुन्छ, तर थ्रीडी प्रिन्टिङले अनुकूलित उत्पादन र ठूलो मात्रामा उत्पादन बीचको विरोधाभास समाधान गर्न सक्छ, र ठूलो मात्रामा अनुकूलित इम्प्लान्ट, ब्रेसेस, आदि उत्पादन हुन्छ।

(२) नमूना वास्तविक समय

थ्रीडी प्रिन्टिङको तीव्र गतिको कारण, डिजाइनरले बिहान उत्पादनको संस्करण डिजाइन गर्दछ, र नेताले दिउँसो तयार उत्पादन देख्न सक्छ, र त्यसपछि साँझ ६ बजे अर्को संस्करण डिजाइन गर्दछ, र भोलिपल्ट बिहान तयार उत्पादन देख्न सक्छ, जसले नयाँ उत्पादनको गतिको विकासलाई धेरै गति दिन्छ। यदि यो विशेष रूपमा जटिल छैन भने, थ्रीडी प्रिन्टिङले ३ घण्टामा तयार उत्पादनहरू उत्पादन गर्न सक्छ, जबकि परम्परागत प्रूफिङमा प्रत्येक पटक ४-६ हप्ता लाग्छ, त्यसैले औद्योगिक डिजाइनको समग्र गति पनि सुधारिएको छ।

(३) प्रदूषण नहुने

 उत्पादित कच्चा पदार्थहरू सबै वातावरणमैत्री भएकाले, सम्पूर्ण उत्पादन प्रक्रिया प्रदूषणमुक्त उत्पादन हो। फोहोर ग्यास र फोहोर पानीको प्रदूषण हुँदैन, र बाँकी रहेका सामग्रीहरूको बर्बादी हुँदैन।

(४) तथ्यांकीकरण

डिजिटल दन्तचिकित्सा परिपक्व भएपछि, डाक्टरहरूको लागि प्राविधिक आवश्यकताहरू धेरै कम हुनेछन्। बिरामीहरूले अस्पतालमा दुई मिनेट स्क्यान गर्न उपकरण प्रयोग गर्न आवश्यक छ, र उनीहरूले सबै दन्त समस्याहरूको कारण र समाधान जान्न सक्छन्।

यसको अतिरिक्त, थ्रीडी प्रिन्टिङ अर्थोडोन्टिक्सको लागि पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ, व्यक्तिगत र अनुकूलित पारदर्शी ब्रेसेसहरू प्रिन्ट गर्दै। प्लास्टिक सर्जरीको समयमा, दाँत बायाँ वा अगाडि सर्नु पर्छ? कति मिलिमिटर सार्ने? विगतमा, दन्त शल्यक्रिया केवल डाक्टरको व्यक्तिगत अनुभवमा निर्भर थियो, तर डिजिटल दन्तचिकित्साले अपरेशनको स्थिरता बढाएको छ र डाक्टरहरूको लागि प्राविधिक थ्रेसहोल्ड घटाएको छ।

(५) छिटो

 परम्परागत औद्योगिक प्रक्रियाहरूको तुलनामा, थ्रीडी प्रिन्टिङलाई जनशक्ति र यातायात जस्ता प्रारम्भिक तयारीहरू आवश्यक पर्दैन। यसलाई केवल मेसिन र कच्चा पदार्थहरू चाहिन्छ, र यसलाई छिटो उत्पादनमा राख्न सकिन्छ।

(६) स्वचालन

 यो भन्न सकिन्छ कि भर्चुअल कल्पना र वास्तविक चीजको बीचमा एउटा मात्र थ्रीडी प्रिन्टर छ। थ्रीडी प्रिन्टिङको एक-कुञ्जी उत्पादनले धेरै श्रम लागत र मानवीय त्रुटिहरू बचत गर्छ।