3D प्रिंटिंग क्या है?

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3D प्रिंटिंग क्या है?

3D प्रिंटिंग एक डिजिटल फ़ाइल से तीन आयामी ठोस वस्तुओं को बनाने की एक प्रक्रिया है। 3D प्रिंटिंग एक लेयरिंग विधि के माध्यम से तीन आयामी वस्तुओं को बनाने के लिए कंप्यूटर एडेड डिजाइन (CAD) का उपयोग करता है। कभी-कभी एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के रूप में जाना जाता है, 3 डी प्रिंटिंग में लेयरिंग मटेरियल, जैसे प्लास्टिक, कंपोजिट या बायो-मटीरियल ऐसे ऑब्जेक्ट्स बनाते हैं जो आकार, आकार, कठोरता और रंग में रेंज करते हैं।

3D प्रिंटिंग कैसे काम करता है?

3D प्रिंटिंग एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग परिवार का हिस्सा है और 3D में एक पारंपरिक इंकजेट प्रिंटर के समान तरीकों का उपयोग करता है। यह खरोंच से तीन आयामी वस्तु बनाने के लिए शीर्ष-लाइन सॉफ्टवेयर, पाउडर जैसी सामग्री और सटीक उपकरण का संयोजन लेता है। नीचे कुछ मुख्य कदम हैं जो 3D प्रिंटर विचारों को जीवन में लाने के लिए हैं।

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3D प्रिंटिंग तकनीक के तीन व्यापक प्रकार हैं; सिंटरिंग, मेल्टिंग और स्टीरियोलिथोग्राफी।

Sintering

सिंटरिंग एक ऐसी तकनीक है, जहां सामग्री को गर्म किया जाता है, लेकिन पिघलने के बिंदु तक नहीं, उच्च रिज़ॉल्यूशन आइटम बनाने के लिए। धातु पाउडर का उपयोग प्रत्यक्ष धातु लेजर सिंटरिंग के लिए किया जाता है जबकि थर्माप्लास्टिक पाउडर का चयन चयनात्मक लेजर सिंटरिंग के लिए किया जाता है।

Melting

3D प्रिंटिंग के पिघलने के तरीकों में पाउडर बेड फ्यूजन, इलेक्ट्रॉन बीम पिघलाना और प्रत्यक्ष ऊर्जा जमाव शामिल हैं, ये एक साथ सामग्री पिघलाकर वस्तुओं को प्रिंट करने के लिए लेजर, इलेक्ट्रिक आर्क्स या इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करते हैं।

Stereolithography

स्टेरोलिथोग्राफी भागों को बनाने के लिए फोटोपॉलीमराइजेशन का उपयोग करता है। यह तकनीक पतली परतों में वस्तु के एक क्रॉस सेक्शन को ठीक करने और ठोस करने के लिए सामग्री के साथ बातचीत करने के लिए सही प्रकाश स्रोत का उपयोग करती है।

3D प्रिंटिंग के प्रकार

3D प्रिंटिंग को ISO / ASTM 52900 एडिटिव विनिर्माण – सामान्य सिद्धांतों – शब्दावली द्वारा सात समूहों में वर्गीकृत किया गया है। 3D प्रिंटिंग के सभी रूप निम्न प्रकारों में आते हैं:

  • Binder Jetting

  • Direct Energy Deposition

  • Material Extrusion

  • Material Jetting

  • Powder Bed Fusion

  • Sheet Lamination

  • VAT Polymerization

Binder Jetting

बाइंडर जेटिंग निर्माण प्लेटफॉर्म पर, धातु, बहुलक रेत या सिरेमिक के लिए संचालित सामग्री की एक पतली परत जमा करता है, जिसके बाद कणों को एक साथ बांधने के लिए एक प्रिंट हेड द्वारा चिपकने की बूंदें जमा की जाती हैं। यह परत द्वारा भाग परत का निर्माण करता है और एक बार यह पूरा हो जाने के बाद निर्माण समाप्त करने के लिए प्रसंस्करण आवश्यक हो सकता है। पोस्ट प्रोसेसिंग के उदाहरण के रूप में, धातु के हिस्सों को कम पिघलने वाले बिंदु जैसे कि कांस्य के साथ थर्मली sintered या घुसपैठ किया जा सकता है, जबकि फुल-कलर पॉलिमर या सिरेमिक भागों को साइनाओक्रिलेट चिपकने के साथ संतृप्त किया जा सकता है।

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बाइंडर जेटिंग का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है जिसमें 3 डी मेटल प्रिंटिंग, पूर्ण रंग प्रोटोटाइप और बड़े पैमाने पर सिरेमिक मोल्ड शामिल हैं।

Direct Energy Deposition

प्रत्यक्ष ऊर्जा का जमाव तार या पाउडर फीडस्टॉक को फ्यूज करने के लिए एक इलेक्ट्रिक आर्क, लेज़र या इलेक्ट्रॉन बीम जैसी फ़ोकस की गई थर्मल एनर्जी का उपयोग करता है। परत बनाने के लिए प्रक्रिया को क्षैतिज रूप से ट्रेस किया जाता है, और एक भाग बनाने के लिए परतों को खड़ी रूप से खड़ा किया जाता है।

इस प्रक्रिया का उपयोग विभिन्न प्रकार की सामग्रियों के साथ किया जा सकता है, जिसमें धातु, सिरेमिक और पॉलिमर शामिल हैं।

Material Extrusion

मटीरियल एक्सट्रूज़न या फ्यूज़्ड डिपोजिशन मॉडलिंग (एफडीएम) फिलामेंट के एक स्पूल का उपयोग करता है जिसे एक्सट्रूज़न हेड को गर्म नोजल से खिलाया जाता है। बाहर निकालना सिर गरम करता है, नरम करता है और सेट किए गए स्थानों पर गर्म सामग्री को नीचे गिरा देता है, जहां यह सामग्री की एक परत बनाने के लिए ठंडा हो जाता है, निर्माण प्लेटफॉर्म फिर अगली परत के लिए तैयार हो जाता है।

यह प्रक्रिया लागत प्रभावी है और इसमें कम लीड समय होता है, लेकिन इसमें कम आयामी सटीकता भी होती है और अक्सर एक चिकनी फिनिश बनाने के लिए पोस्ट प्रोसेसिंग की आवश्यकता होती है। यह प्रक्रिया भी अनिसोट्रोपिक भागों को बनाने के लिए जाती है, जिसका अर्थ है कि वे एक दिशा में कमजोर हैं और इसलिए महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों के लिए अनुपयुक्त हैं।

Material Jetting

सामग्री जेटिंग इंकजेट प्रिंटिंग के लिए एक समान तरीके से काम करता है, सिवाय एक पृष्ठ पर स्याही बिछाने के, यह प्रक्रिया एक या एक से अधिक प्रिंट प्रमुखों से तरल सामग्री की परतों को जमा करती है। अगली परत के लिए प्रक्रिया फिर से शुरू होने से पहले परतें ठीक हो जाती हैं। सामग्री जेटिंग के लिए समर्थन संरचनाओं के उपयोग की आवश्यकता होती है लेकिन इन्हें पानी में घुलनशील सामग्री से बनाया जा सकता है जिसे निर्माण पूरा होने के बाद धोया जा सकता है।

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एक सटीक प्रक्रिया, सामग्री जेटिंग सबसे महंगी 3 डी प्रिंटिंग विधियों में से एक है, और भागों भंगुर हो जाते हैं और समय के साथ खराब हो जाएंगे। हालांकि, यह प्रक्रिया विभिन्न सामग्रियों में पूर्ण-रंग भागों के निर्माण की अनुमति देती है।

Powder Bed Fusion

पाउडर बेड फ्यूजन (पीबीएफ) एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें थर्मल ऊर्जा (जैसे कि लेजर या इलेक्ट्रॉन बीम) चुनिंदा रूप से परत बनाने के लिए पाउडर बेड के क्षेत्रों को फ्यूज करता है, और एक हिस्सा बनाने के लिए एक दूसरे पर परतें बनाई जाती हैं। ध्यान देने वाली एक बात यह है कि पीबीएफ सिंटरिंग और पिघलने दोनों प्रक्रियाओं को कवर करता है। सभी पाउडर बेड सिस्टम के संचालन की मूल विधि समान है: एक पुनरावर्ती ब्लेड या रोलर बिल्ड प्लेटफॉर्म पर पाउडर की एक पतली परत जमा करता है, पाउडर बेड की सतह को फिर से एक गर्मी स्रोत के साथ स्कैन किया जाता है जो चुनिंदा कणों को बांधने के लिए गर्म करता है साथ में। एक बार जब एक परत या क्रॉस-सेक्शन को गर्मी स्रोत द्वारा स्कैन किया जाता है, तो प्रक्रिया को अगली परत पर फिर से शुरू करने की अनुमति देने के लिए मंच नीचे चला जाता है। अंतिम परिणाम एक मात्रा है जिसमें एक या अधिक फ्यूज्ड भागों होते हैं जो अप्रभावित पाउडर से घिरे होते हैं। जब निर्माण पूरा हो जाता है, तो बेड पूरी तरह से उठाया जाता है ताकि भागों को अप्रभावित पाउडर से हटाया जा सके और किसी भी आवश्यक पोस्ट प्रोसेसिंग को शुरू करने के लिए।

चयनात्मक लेजर सिंटरिंग (एसएलएस) अक्सर बहुलक भागों के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है और उत्पादित गुणों के कारण प्रोटोटाइप या कार्यात्मक भागों के लिए अच्छा है, जबकि समर्थन संरचनाओं की कमी (पाउडर बेड समर्थन के रूप में कार्य करता है) टुकड़ों के निर्माण की अनुमति देता है जटिल ज्यामितीय। उत्पादित भागों में दानेदार सतह और आंतरिक छिद्र हो सकते हैं, जिसका अर्थ है कि अक्सर पोस्ट प्रोसेसिंग की आवश्यकता होती है।

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Sheet Lamination

शीट लेमिनेशन को दो अलग-अलग तकनीकों, लैमिनेटेड ऑब्जेक्ट मैन्युफैक्चरिंग (LOM) और अल्ट्रासोनिक एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (UAM) में विभाजित किया जा सकता है। LOM दृश्य और सौंदर्य अपील के साथ आइटम बनाने के लिए सामग्री और चिपकने की वैकल्पिक परतों का उपयोग करता है, जबकि UAM अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग के माध्यम से धातु की पतली शीट में शामिल होता है। यूएएम एक कम तापमान, कम ऊर्जा प्रक्रिया है जिसका उपयोग एल्यूमीनियम, स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम के साथ किया जा सकता है।

VAT Photopolymerization

VAT photopolymerization नीचे दो तकनीकों में तोड़ा जा सकता है; स्टीरियोलिथोग्राफी (SLA) और डिजिटल लाइट प्रोसेसिंग (DLP)। ये प्रक्रिया दोनों एक परत के उपयोग के माध्यम से एक परत में तरल राल को चुनिंदा रूप से परत-दर-परत बनाते हैं। SLA इलाज की प्रक्रिया के लिए एकल बिंदु लेजर या यूवी स्रोत का उपयोग करता है, जबकि DLP वात की सतह पर प्रत्येक पूर्ण परत की एकल छवि को चमकता है। भागों को मुद्रण के बाद अतिरिक्त राल को साफ करने की आवश्यकता होती है और फिर टुकड़ों की ताकत में सुधार करने के लिए एक प्रकाश स्रोत से अवगत कराया जाता है। किसी भी समर्थन संरचनाओं को भी हटाने की आवश्यकता होगी और उच्च गुणवत्ता वाले फिनिश बनाने के लिए अतिरिक्त पोस्ट-प्रोसेसिंग का उपयोग किया जा सकता है।

उच्च स्तर की आयामी सटीकता वाले भागों के लिए आदर्श, ये प्रक्रियाएं एक चिकनी खत्म के साथ जटिल विवरण बना सकती हैं, जिससे उन्हें प्रोटोटाइप उत्पादन के लिए एकदम सही बनाया जा सकता है। हालांकि, जैसा कि फ्यूजेड डिपॉजिट मॉडलिंग (एफडीएम) की तुलना में हिस्से अधिक भंगुर हैं, वे कार्यात्मक प्रोटोटाइप के लिए कम अनुकूल हैं। इसके अलावा, ये भाग बाहरी उपयोग के लिए उपयुक्त नहीं हैं क्योंकि सूर्य से यूवी प्रकाश के संपर्क में आने पर रंग और यांत्रिक गुण ख़राब हो सकते हैं। आवश्यक समर्थन संरचनाएं दोष भी छोड़ सकती हैं जिन्हें हटाने के लिए पोस्ट प्रोसेसिंग की आवश्यकता होती है।

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