আমরা সবাই সৈকতে বালির দুর্গ বানিয়েছি: বিশাল প্রাচীর, রাজকীয় মিনার, বা হাঙর ভর্তি পরিখা। আপনি যদি আমার মতো হন, তবে সামান্য জলে যে কত ভালোভাবে সবকিছু একসাথে লেগে থাকে তা দেখে অবাক হবেন—অন্তত যতক্ষণ না আপনার বড় ভাই এসে ধ্বংসাত্মক আনন্দের আতিশয্যে তাতে লাথি মারে।
উদ্যোক্তা ড্যান গেলবার্টও উপকরণ জোড়া লাগাতে পানি ব্যবহার করেন, যদিও তার নকশাটি সপ্তাহান্তের সৈকত-প্রদর্শনীর চেয়ে অনেক বেশি টেকসই।
ব্রিটিশ কলাম্বিয়ার ভ্যাঙ্কুভার এবং ইলিনয়ের লিবার্টিভিলে অবস্থিত মেটাল থ্রিডি প্রিন্টিং সিস্টেম সরবরাহকারী প্রতিষ্ঠান র‍্যাপিডিয়া টেক ইনকর্পোরেটেডের প্রেসিডেন্ট ও প্রতিষ্ঠাতা হিসেবে গেলবার্ট এমন একটি যন্ত্রাংশ উৎপাদন পদ্ধতি উদ্ভাবন করেছেন, যা প্রতিযোগী প্রযুক্তিগুলোর অন্তর্নিহিত সময়সাপেক্ষ ধাপগুলো দূর করার পাশাপাশি সাপোর্ট অপসারণকে ব্যাপকভাবে সরল করে তোলে।
এটি একাধিক অংশকে সামান্য জলে ভিজিয়ে আঠা দিয়ে জুড়ে দেওয়ার চেয়েও সহজ করে তোলে—এমনকি প্রচলিত উৎপাদন পদ্ধতিতে তৈরি অংশগুলোর ক্ষেত্রেও।
গেলবার্ট তার জল-ভিত্তিক সিস্টেম এবং আয়তন অনুসারে ২০% থেকে ৩০% মোম ও পলিমারযুক্ত ধাতব গুঁড়া ব্যবহারকারী সিস্টেমগুলোর মধ্যে কিছু মৌলিক পার্থক্য নিয়ে আলোচনা করেন। র‍্যাপিডিয়া ডাবল-হেডেড মেটাল থ্রিডি প্রিন্টারগুলো ০.৩ থেকে ০.৪% পরিমাণে ধাতব গুঁড়া, জল এবং একটি রেজিন বাইন্ডার থেকে একটি পেস্ট তৈরি করে।
তিনি ব্যাখ্যা করলেন, এর ফলে প্রতিযোগী প্রযুক্তিগুলোর জন্য প্রয়োজনীয় ডিবাইন্ডিং প্রক্রিয়াটি, যা করতে প্রায়ই কয়েক দিন সময় লাগে, তা বাদ পড়ে যায় এবং যন্ত্রাংশটি সরাসরি সিন্টারিং ওভেনে পাঠানো যায়।
গেলবার্ট বলেন, “অন্যান্য প্রক্রিয়াগুলো মূলত ‘দীর্ঘদিনের ইনজেকশন মোল্ডিং (MIM) শিল্পের’ অন্তর্গত, যেখানে ছাঁচ থেকে সহজে বের করার জন্য অসিন্টার্ড অংশগুলোতে তুলনামূলকভাবে উচ্চ অনুপাতে পলিমার থাকা প্রয়োজন হয়। তবে, থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের জন্য অংশগুলোকে জোড়া লাগাতে যে পরিমাণ পলিমার প্রয়োজন হয়, তা আসলে খুবই কম—বেশিরভাগ ক্ষেত্রে এক শতাংশের দশ ভাগের এক ভাগই যথেষ্ট।”
তাহলে জল পান করার কারণ কী? পেস্ট (এক্ষেত্রে ধাতব পেস্ট) তৈরির জন্য ব্যবহৃত আমাদের বালির দুর্গের উদাহরণের মতোই, পলিমারটি শুকানোর সময় টুকরোগুলোকে একসাথে ধরে রাখে। এর ফলে যে অংশটি তৈরি হয়, তার ঘনত্ব ও কাঠিন্য ফুটপাতের চকের মতো, যা সংযোজনের পরবর্তী মেশিনিং, মৃদু মেশিনিং (যদিও গেলবার্ট সিন্টারের পরে মেশিনিং করার পরামর্শ দেন), অন্যান্য অসমাপ্ত অংশের সাথে জল দিয়ে সংযোজন এবং ওভেনে পাঠানোর মতো পরিস্থিতি সহ্য করার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী।
ডিগ্ৰিজিং বাদ দেওয়ার ফলে আরও বড় এবং পুরু দেয়ালযুক্ত অংশ প্রিন্ট করা সম্ভব হয়, কারণ পলিমারে ভেজানো ধাতব পাউডার ব্যবহার করার সময়, অংশটির দেয়াল খুব বেশি পুরু হলেও পলিমারটি পুড়ে যেতে পারে না।
গেলবার্ট বলেন যে, একটি সরঞ্জাম প্রস্তুতকারক সংস্থা ৬ মিমি বা তার কম পুরুত্বের দেয়াল চেয়েছিল। “ধরুন, আপনি একটি কম্পিউটার মাউসের আকারের কোনো যন্ত্রাংশ তৈরি করছেন। সেক্ষেত্রে, এর ভেতরের অংশটি হয় ফাঁপা অথবা কোনো ধরনের জালের মতো হতে হবে। অনেক ক্ষেত্রেই এটি চমৎকার, এমনকি হালকা হওয়াই যদি মূল লক্ষ্য হয়। কিন্তু যদি বোল্ট বা অন্য কোনো উচ্চ-শক্তির যন্ত্রাংশের মতো ভৌত শক্তির প্রয়োজন হয়, তাহলে [মেটাল পাউডার ইনজেকশন] বা এমআইএম সাধারণত উপযুক্ত নয়।”
সদ্য প্রিন্ট করা একটি ম্যানিফোল্ডের ছবি র‍্যাপিডিয়া প্রিন্টারের জটিল অভ্যন্তরীণ গঠন প্রদর্শন করে।
গেলবার্ট প্রিন্টারটির আরও কয়েকটি বৈশিষ্ট্যের কথা উল্লেখ করেছেন। ধাতব পেস্টযুক্ত কার্তুজগুলো রিফিলযোগ্য এবং ব্যবহারকারীরা রিফিলের জন্য সেগুলো র‍্যাপিডিয়াতে ফেরত দিলে অব্যবহৃত উপাদানের জন্য পয়েন্ট পাবেন।
বিভিন্ন ধরণের উপকরণ পাওয়া যায়, যার মধ্যে রয়েছে ৩১৬ এবং ১৭-৪পিএইচ স্টেইনলেস স্টিল, ইনকোনেল ৬২৫, সিরামিক এবং জিরকোনিয়া, সেইসাথে তামা, টাংস্টেন কার্বাইড এবং উন্নয়নাধীন আরও বেশ কিছু উপকরণ। সাপোর্ট ম্যাটেরিয়াল—যা অনেক মেটাল প্রিন্টারের গোপন উপাদান—এমন সাবস্ট্রেট প্রিন্ট করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে যা হাত দিয়ে সরানো বা "বাষ্পীভূত" করা যায়, এবং এর ফলে এমন অভ্যন্তরীণ নকশা তৈরির সুযোগ তৈরি হয় যা অন্যথায় পুনরায় তৈরি করা সম্ভব হতো না।
র‍্যাপিডিয়া চার বছর ধরে ব্যবসা করছে এবং স্বীকার করতেই হবে, এটি সবেমাত্র শুরু করেছে। “কোম্পানিটি সমস্যাগুলো সমাধান করতে সময় নিচ্ছে,” গেলবার্ট বলেন।
এখন পর্যন্ত তিনি ও তার দল পাঁচটি সিস্টেম স্থাপন করেছেন, যার মধ্যে একটি ব্রিটিশ কলাম্বিয়ার সেলকার্ক টেকনোলজি অ্যাক্সেস সেন্টারে (STAC) রয়েছে। গবেষক জেসন টেলর জানুয়ারির শেষ থেকে মেশিনটি ব্যবহার করছেন এবং STAC-এর বিদ্যমান বেশ কয়েকটি ৩ডি প্রিন্টারের তুলনায় এর অনেক সুবিধা লক্ষ্য করেছেন।
তিনি উল্লেখ করেছেন যে সিন্টারিংয়ের আগে কাঁচা অংশগুলোকে “পানি দিয়ে জোড়া লাগানোর” ক্ষমতার ব্যাপক সম্ভাবনা রয়েছে। তিনি ডিগ্ৰিজিং-এর সাথে সম্পর্কিত বিষয়গুলো, যার মধ্যে রাসায়নিকের ব্যবহার ও নিষ্কাশনও অন্তর্ভুক্ত, সে সম্পর্কেও অবগত। যদিও গোপনীয়তা চুক্তির কারণে টেইলর সেখানে তার কাজের অনেক বিবরণ প্রকাশ করতে পারেন না, তার প্রথম পরীক্ষামূলক প্রকল্পটি এমন কিছু যা আমাদের অনেকেরই মনে আসতে পারে: একটি থ্রিডি প্রিন্টেড লাঠি।
“এটা একদম নিখুঁত হয়েছে,” তিনি হেসে বললেন। “আমরা সম্মুখভাগের কাজ শেষ করেছি, শ্যাফটের জন্য ছিদ্র করেছি, এবং আমি এখন এটি ব্যবহার করছি। নতুন সিস্টেমটিতে করা কাজের গুণমানে আমরা মুগ্ধ। সব সিন্টার করা যন্ত্রাংশের মতোই, এতে কিছুটা সংকোচন এবং এমনকি সামান্য অসামঞ্জস্যও রয়েছে, কিন্তু মেশিনটি যথেষ্ট ভালো। আমরা নকশার মাধ্যমেই এই সমস্যাগুলো ধারাবাহিকভাবে সমাধান করতে পারি।”
অ্যাডিটিভ রিপোর্টটি বাস্তব উৎপাদনে অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং প্রযুক্তির ব্যবহারের উপর আলোকপাত করে। বর্তমানে নির্মাতারা টুল ও ফিক্সচার তৈরি করতে থ্রিডি প্রিন্টিং ব্যবহার করছেন এবং কেউ কেউ বিপুল পরিমাণে উৎপাদনের জন্যও এএম (অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং) ব্যবহার করছেন। তাদের গল্পগুলো এখানে তুলে ধরা হবে।