हम सबने समुद्र तट पर रेत के महल बनाए हैं: मजबूत दीवारें, भव्य मीनारें, शार्क से भरी खाई। अगर आप मेरी तरह हैं, तो आपको यह देखकर आश्चर्य होगा कि थोड़ा सा पानी कितनी मजबूती से चिपक जाता है—कम से कम तब तक जब तक आपका बड़ा भाई आकर उसे विनाशकारी खुशी में लात मारकर तोड़ न दे।
उद्यमी डैन गेलबर्ट भी सामग्रियों को जोड़ने के लिए पानी का उपयोग करते हैं, हालांकि उनका डिजाइन सप्ताहांत में समुद्र तट पर किए जाने वाले तमाशे की तुलना में कहीं अधिक टिकाऊ है।
ब्रिटिश कोलंबिया के वैंकूवर और इलिनोइस के लिबर्टीविले में मेटल 3डी प्रिंटिंग सिस्टम के आपूर्तिकर्ता रैपिडिया टेक इंक. के अध्यक्ष और संस्थापक के रूप में, गेलबर्ट ने एक ऐसी पार्ट निर्माण विधि विकसित की है जो प्रतिस्पर्धी तकनीकों में निहित समय लेने वाले चरणों को समाप्त करती है और साथ ही सपोर्ट हटाने को काफी सरल बनाती है।
यह कई हिस्सों को आपस में जोड़ना उतना ही आसान बना देता है जितना कि उन्हें थोड़े से पानी में भिगोकर एक साथ चिपकाना - यहां तक ​​कि पारंपरिक निर्माण विधियों से बने हिस्सों के लिए भी।
गेलबर्ट अपने जल-आधारित सिस्टम और 20% से 30% मोम और पॉलिमर (आयतन के अनुसार) युक्त धातु पाउडर का उपयोग करने वाले सिस्टम के बीच कुछ मूलभूत अंतरों पर चर्चा करते हैं। रैपिडिया के डबल-हेडेड मेटल 3डी प्रिंटर धातु पाउडर, पानी और 0.3 से 0.4% तक की मात्रा में रेज़िन बाइंडर से पेस्ट बनाते हैं।
उन्होंने बताया कि इसी वजह से, प्रतिस्पर्धी तकनीकों द्वारा आवश्यक डीबाइंडिंग प्रक्रिया, जिसमें अक्सर कई दिन लगते हैं, समाप्त हो जाती है और पुर्जे को सीधे सिंटरिंग ओवन में भेजा जा सकता है।
गेलबर्ट ने कहा, "अन्य प्रक्रियाएं ज्यादातर 'लंबे समय से चली आ रही इंजेक्शन मोल्डिंग (एमआईएम) उद्योग' में होती हैं, जिसमें मोल्ड से आसानी से निकलने के लिए बिना सिंटर्ड किए गए पुर्जों में अपेक्षाकृत अधिक मात्रा में पॉलिमर की आवश्यकता होती है।" "हालांकि, 3डी प्रिंटिंग के लिए पुर्जों को जोड़ने के लिए आवश्यक पॉलिमर की मात्रा वास्तव में बहुत कम होती है - ज्यादातर मामलों में एक प्रतिशत का दसवां हिस्सा ही पर्याप्त होता है।"
तो फिर पानी क्यों पीना चाहिए? जैसा कि हमने पेस्ट बनाने के लिए इस्तेमाल किए गए रेत के महल के उदाहरण में देखा (इस मामले में धातु का पेस्ट), पॉलीमर सूखने के दौरान टुकड़ों को आपस में जोड़े रखता है। इसका परिणाम एक ऐसा हिस्सा होता है जिसकी बनावट और कठोरता फुटपाथ पर इस्तेमाल होने वाले चॉक जैसी होती है, जो असेंबली के बाद की मशीनिंग, हल्की मशीनिंग (हालांकि गेलबर्ट पोस्ट-सिंटर मशीनिंग की सलाह देता है), अन्य अधूरे हिस्सों के साथ पानी से असेंबली और ओवन में भेजने के लिए पर्याप्त मजबूत होता है।
डीग्रीसिंग को खत्म करने से बड़े, मोटी दीवारों वाले पुर्जों को प्रिंट करना भी संभव हो जाता है क्योंकि पॉलिमर से युक्त धातु पाउडर का उपयोग करने पर, यदि पुर्जों की दीवारें बहुत मोटी हों तो पॉलिमर "जल" नहीं सकता है।
गेलबर्ट ने बताया कि एक उपकरण निर्माता को 6 मिमी या उससे कम मोटाई की दीवार की आवश्यकता होती है। “मान लीजिए कि आप कंप्यूटर माउस के आकार का कोई पुर्जा बना रहे हैं। ऐसे में, अंदरूनी भाग या तो खोखला होना चाहिए या फिर किसी प्रकार की जालीदार संरचना का। यह कई अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है, यहाँ तक कि हल्कापन भी एक लक्ष्य हो सकता है। लेकिन अगर बोल्ट या किसी अन्य उच्च-शक्ति वाले पुर्जे जैसी भौतिक मजबूती की आवश्यकता हो, तो [मेटल पाउडर इंजेक्शन] या एमआईएम आमतौर पर उपयुक्त नहीं होते हैं।”
हाल ही में मुद्रित मैनिफोल्ड की एक तस्वीर रैपिडिया प्रिंटर द्वारा उत्पादित की जा सकने वाली जटिल आंतरिक संरचनाओं को दर्शाती है।
गेलबर्ट ने प्रिंटर की कई अन्य विशेषताओं की ओर भी इशारा किया। मेटल पेस्ट वाले कार्ट्रिज रिफिल करने योग्य होते हैं और रिफिलिंग के लिए रैपिडिया को वापस करने वाले उपयोगकर्ताओं को बचे हुए पेस्ट के लिए अंक प्राप्त होंगे।
316 और 17-4PH स्टेनलेस स्टील, INCONEL 625, सिरेमिक और ज़िरकोनिया सहित कई प्रकार की सामग्रियां उपलब्ध हैं, साथ ही तांबा, टंगस्टन कार्बाइड और विकास के चरण में कई अन्य सामग्रियां भी मौजूद हैं। सपोर्ट सामग्री - कई मेटल प्रिंटरों का मुख्य घटक - ऐसे सब्सट्रेट को प्रिंट करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं जिन्हें हाथ से हटाया या "वाष्पित" किया जा सकता है, जिससे ऐसे आंतरिक डिजाइन बनाना संभव हो जाता है जिन्हें अन्यथा पुन: प्रस्तुत करना असंभव होता है।
रैपिडिया को कारोबार करते हुए चार साल हो गए हैं और यह बात सच है कि कंपनी अभी शुरुआत ही कर रही है। गेलबर्ट ने कहा, "कंपनी चीजों को ठीक करने में समय ले रही है।"
अब तक, उन्होंने और उनकी टीम ने पाँच सिस्टम स्थापित किए हैं, जिनमें से एक ब्रिटिश कोलंबिया के सेल्किर्क टेक्नोलॉजी एक्सेस सेंटर (STAC) में स्थापित है। शोधकर्ता जेसन टेलर जनवरी के अंत से इस मशीन का उपयोग कर रहे हैं और उन्होंने STAC में मौजूद कई 3D प्रिंटरों की तुलना में इसके कई फायदे देखे हैं।
उन्होंने बताया कि सिंटरिंग से पहले कच्चे पुर्जों को पानी से चिपकाने की क्षमता में अपार संभावनाएं हैं। उन्हें डीग्रीसिंग से जुड़े मुद्दों, जिनमें रसायनों का उपयोग और निपटान शामिल है, की भी अच्छी जानकारी है। हालांकि गोपनीयता समझौतों के कारण टेलर अपने काम के बारे में ज़्यादा जानकारी साझा नहीं कर सकते, लेकिन उनका पहला परीक्षण प्रोजेक्ट कुछ ऐसा है जिसके बारे में हममें से कई लोग सोच सकते हैं: एक 3D प्रिंटेड स्टिक।
“यह एकदम सही निकला,” उन्होंने मुस्कुराते हुए कहा। “हमने सतह को तैयार कर लिया, शाफ्ट के लिए छेद कर दिए, और मैं अब इसका इस्तेमाल कर रहा हूँ। नई प्रणाली से किए गए काम की गुणवत्ता से हम बहुत प्रभावित हैं। सभी सिंटर्ड पार्ट्स की तरह, इसमें भी थोड़ी सिकुड़न और थोड़ी सी टेढ़ी-मेढ़ी स्थिति है, लेकिन मशीन पर्याप्त है। हम डिज़ाइन में इन समस्याओं का समाधान कर लेते हैं।”
एडिटिव रिपोर्ट वास्तविक उत्पादन में एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीकों के उपयोग पर केंद्रित है। आज निर्माता औजार और फिटिंग बनाने के लिए 3डी प्रिंटिंग का उपयोग कर रहे हैं, और कुछ तो उच्च मात्रा में उत्पादन के लिए भी एएम का उपयोग कर रहे हैं। उनकी कहानियाँ यहाँ प्रस्तुत की जाएंगी।