आपण सगळ्यांनीच समुद्रकिनाऱ्यावर वाळूचे किल्ले बांधले आहेत: भक्कम भिंती, भव्य मनोरे, शार्क माशांनी भरलेले खंदक. जर तुम्ही माझ्यासारखे असाल, तर तुम्हाला आश्चर्य वाटेल की थोडेसे पाणीसुद्धा किती छान एकत्र टिकून राहते—किमान तुमचा मोठा भाऊ येऊन विध्वंसक आनंदाच्या भरात त्याला लाथ मारून तोडून टाकेपर्यंत तरी.
उद्योजक डॅन गेलबर्ट देखील साहित्य जोडण्यासाठी पाण्याचा वापर करतात, मात्र त्यांची रचना एखाद्या विकेंडच्या समुद्रकिनाऱ्यावरील तमाशापेक्षा खूपच जास्त टिकाऊ आहे.
ब्रिटिश कोलंबियातील व्हँकुव्हर आणि इलिनॉयमधील लिबर्टीव्हिल येथील मेटल ३डी प्रिंटिंग सिस्टीमची पुरवठादार असलेल्या 'रॅपिडिया टेक इंक.'चे अध्यक्ष आणि संस्थापक म्हणून, गेलबार्ट यांनी एक अशी भाग निर्मिती पद्धत विकसित केली आहे, जी प्रतिस्पर्धी तंत्रज्ञानातील वेळखाऊ टप्पे दूर करते आणि सपोर्ट काढण्याची प्रक्रिया मोठ्या प्रमाणात सुलभ करते.
त्यामुळे, पारंपरिक उत्पादन पद्धतींनी बनवलेले भागसुद्धा, अनेक भागांना फक्त थोड्या पाण्यात भिजवून चिकटवण्याइतकेच सोपे होऊन जोडता येतात.
गेलबार्ट त्यांच्या पाण्यावर आधारित प्रणाली आणि २०% ते ३०% मेण व पॉलिमर (घनफळानुसार) असलेल्या धातूच्या पावडरचा वापर करणाऱ्या प्रणालींमधील काही मूलभूत फरकांवर चर्चा करतात. रॅपिडिया डबल-हेडेड मेटल ३डी प्रिंटर्स धातूची पावडर, पाणी आणि रेझिन बाइंडरपासून ०.३ ते ०.४% या प्रमाणात एक पेस्ट तयार करतात.
त्यामुळे, प्रतिस्पर्धी तंत्रज्ञानामध्ये आवश्यक असलेली आणि अनेकदा कित्येक दिवस लागणारी डीबाइंडिंग प्रक्रिया टाळली जाते आणि भाग थेट सिंटरिंग ओव्हनमध्ये पाठवता येतो, असे त्यांनी स्पष्ट केले.
"इतर प्रक्रिया प्रामुख्याने 'दीर्घकाळ चाललेल्या इंजेक्शन मोल्डिंग (MIM) उद्योगात' आहेत, ज्यात मोल्डमधून भाग सहजपणे बाहेर काढता यावेत यासाठी, न-सिंटर्ड भागांमध्ये पॉलिमरचे प्रमाण तुलनेने जास्त असणे आवश्यक असते," असे गेलबर्ट म्हणाले. "तथापि, ३डी प्रिंटिंगसाठी भाग जोडण्याकरिता आवश्यक असलेल्या पॉलिमरचे प्रमाण प्रत्यक्षात खूपच कमी असते—बहुतेक प्रकरणांमध्ये एक दशांश टक्का पुरेसा असतो."
मग पाणी का प्यावे? पेस्ट (या प्रकरणात धातूची पेस्ट) बनवण्यासाठी वापरलेल्या आपल्या वाळूच्या किल्ल्याच्या उदाहरणाप्रमाणे, पॉलिमर सुकताना तुकड्यांना एकत्र धरून ठेवतो. याचा परिणाम म्हणजे फुटपाथवरील खडूच्या सुसंगती आणि कडकपणाचा एक भाग तयार होतो, जो जोडणीनंतरचे मशीनिंग, सौम्य मशीनिंग (जरी गेलबार्ट सिंटरनंतरच्या मशीनिंगची शिफारस करतात), इतर अपूर्ण भागांसोबत पाण्याने जोडणी आणि ओव्हनमध्ये पाठवणे यांसारख्या प्रक्रियांना तोंड देण्याइतका मजबूत असतो.
डीग्रीसिंग वगळल्यामुळे मोठे, जाड भिंतींचे भाग प्रिंट करणे देखील शक्य होते, कारण पॉलिमरने भिजवलेली धातूची पावडर वापरताना, भागाच्या भिंती खूप जाड असल्या तरी पॉलिमर जळून जात नाही.
गेलबर्ट म्हणाले की, एका उपकरण निर्मात्याला भिंतीची जाडी ६ मिमी किंवा त्यापेक्षा कमी असणे आवश्यक होते. “समजा तुम्ही कॉम्प्युटर माऊसच्या आकाराचा एखादा भाग बनवत आहात. अशावेळी, त्याचा आतील भाग एकतर पोकळ किंवा कदाचित कोणत्यातरी प्रकारच्या जाळीचा असावा लागेल. अनेक उपयोगांसाठी हे उत्तम आहे, जिथे हलकेपणा हे उद्दिष्ट असते. परंतु जर बोल्ट किंवा इतर एखाद्या उच्च-शक्तीच्या भागाप्रमाणे भौतिक मजबुतीची आवश्यकता असेल, तर [मेटल पावडर इंजेक्शन] किंवा एमआयएम (MIM) सहसा योग्य नसतात.”
नुकत्याच प्रिंट केलेल्या मॅनिफोल्डच्या फोटोमधून रॅपिडिया प्रिंटर तयार करू शकणारी गुंतागुंतीची अंतर्गत रचना दिसून येते.
गेलबार्ट यांनी प्रिंटरची इतर अनेक वैशिष्ट्ये निदर्शनास आणली आहेत. मेटल पेस्ट असलेले कार्ट्रिज पुन्हा भरता येतात आणि ते पुन्हा भरण्यासाठी रॅपिडियाकडे परत करणाऱ्या वापरकर्त्यांना न वापरलेल्या सामग्रीसाठी पॉइंट्स मिळतील.
३१६ आणि १७-४पीएच स्टेनलेस स्टील, इनकोनेल ६२५, सिरॅमिक आणि झिर्कोनिया, तसेच तांबे, टंगस्टन कार्बाइड आणि विकासाधीन असलेल्या इतर अनेक सामग्रीसह विविध प्रकारची सामग्री उपलब्ध आहे. सपोर्ट मटेरियल – अनेक मेटल प्रिंटर्समधील एक गुप्त घटक – हे असे सबस्ट्रेट्स प्रिंट करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहेत जे हाताने काढता येतात किंवा 'बाष्पीभवन' करता येतात, ज्यामुळे अन्यथा पुनरुत्पादित न करता येण्याजोग्या आतील भागांची निर्मिती करणे शक्य होते.
रॅपिडिया चार वर्षांपासून व्यवसायात आहे आणि मान्य केल्याप्रमाणे, तिची ही केवळ सुरुवात आहे. “कंपनी गोष्टी सुधारण्यासाठी पुरेसा वेळ घेत आहे,” असे गेलबर्ट म्हणाले.
आजपर्यंत, त्याने आणि त्याच्या टीमने पाच प्रणाली स्थापित केल्या आहेत, ज्यामध्ये ब्रिटिश कोलंबियातील सेल्किर्क टेक्नॉलॉजी ऍक्सेस सेंटर (STAC) येथील एका प्रणालीचा समावेश आहे. संशोधक जेसन टेलर जानेवारी महिन्याच्या अखेरीपासून हे यंत्र वापरत असून, त्यांना STAC मधील सध्याच्या अनेक 3D प्रिंटर्सच्या तुलनेत यात अनेक फायदे दिसून आले आहेत.
त्यांनी नमूद केले की, सिंटरिंग करण्यापूर्वी कच्च्या भागांना पाण्याने एकत्र चिकटवण्याच्या क्षमतेमध्ये मोठी क्षमता आहे. त्यांना डीग्रेसिंगशी संबंधित समस्यांचीही माहिती आहे, ज्यात रसायनांचा वापर आणि विल्हेवाट यांचा समावेश आहे. जरी गोपनीयतेच्या करारामुळे टेलर यांना तेथील त्यांच्या कामाचा तपशील सांगता येत नसला तरी, त्यांचा पहिला चाचणी प्रकल्प असा आहे ज्याचा आपल्यापैकी बरेच जण विचार करू शकतात: एक ३डी प्रिंटेड काठी.
"ते अगदी उत्तम झालं आहे," तो हसून म्हणाला. "आम्ही पृष्ठभागाचे काम पूर्ण केले, शाफ्टसाठी छिद्रे पाडली आणि मी आता ते वापरत आहे. नवीन प्रणालीद्वारे केलेल्या कामाच्या गुणवत्तेने आम्ही प्रभावित झालो आहोत. सर्व सिंटर्ड भागांप्रमाणे, यातही थोडे आकुंचन होते आणि थोडासा ताळमेळही बिघडतो, पण मशीन पुरेसे सक्षम आहे. आम्ही डिझाइनमध्येच या समस्यांची सातत्याने भरपाई करू शकतो."
ॲडिटिव्ह रिपोर्ट प्रत्यक्ष उत्पादनात ॲडिटिव्ह मॅन्युफॅक्चरिंग तंत्रज्ञानाच्या वापरावर लक्ष केंद्रित करतो. आज उत्पादक टूल्स आणि फिक्स्चर्स तयार करण्यासाठी ३डी प्रिंटिंगचा वापर करत आहेत, आणि काही जण तर मोठ्या प्रमाणातील उत्पादनासाठीही एएमचा वापर करत आहेत. त्यांच्या कथा येथे सादर केल्या जातील.