धातु 3D मुद्रण

हाल ही में, हमने धातु का एक प्रदर्शन किया3डी प्रिंटिंग, और हमने इसे बहुत सफलतापूर्वक पूरा कर लिया, तो धातु क्या है3डी प्रिंटिंगइसके क्या फायदे और नुकसान हैं?

मेटल 3डी प्रिंटिंग एक एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग तकनीक है जो धातु सामग्री को परत दर परत जोड़कर त्रि-आयामी वस्तुएं बनाती है। यहाँ मेटल 3डी प्रिंटिंग का विस्तृत परिचय दिया गया है:

तकनीकी सिद्धांत
चयनात्मक लेजर सिंटरिंग (SLS): उच्च ऊर्जा लेजर बीम का उपयोग चुनिंदा रूप से धातु पाउडर को पिघलाने और सिंटर करने के लिए, पाउडर सामग्री को उसके पिघलने बिंदु से थोड़ा नीचे के तापमान पर गर्म करना, ताकि पाउडर कणों के बीच धातु संबंधी बंधन बन जाए, जिससे वस्तु परत दर परत बनती है। मुद्रण प्रक्रिया में, धातु पाउडर की एक समान परत पहले मुद्रण प्लेटफ़ॉर्म पर रखी जाती है, और फिर लेजर बीम वस्तु के क्रॉस-सेक्शन आकार के अनुसार पाउडर को स्कैन करती है, ताकि स्कैन किया गया पाउडर पिघल जाए और एक साथ जम जाए, मुद्रण की एक परत पूरी होने के बाद, प्लेटफ़ॉर्म एक निश्चित दूरी पर गिरता है, और फिर पाउडर की एक नई परत फैलाता है, उपरोक्त प्रक्रिया को तब तक दोहराता है जब तक कि पूरी वस्तु मुद्रित न हो जाए।
चयनात्मक लेजर पिघलने (एसएलएम): एसएलएस के समान, लेकिन उच्च लेजर ऊर्जा के साथ, धातु पाउडर को पूरी तरह से पिघलाकर सघन संरचना बनाई जा सकती है, उच्च घनत्व और बेहतर यांत्रिक गुण प्राप्त किए जा सकते हैं, और मुद्रित धातु भागों की ताकत और सटीकता पारंपरिक विनिर्माण प्रक्रिया द्वारा उत्पादित भागों के करीब या उससे भी अधिक होती है। यह एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरण और अन्य क्षेत्रों में भागों के निर्माण के लिए उपयुक्त है, जिन्हें उच्च परिशुद्धता और प्रदर्शन की आवश्यकता होती है।
इलेक्ट्रॉन बीम मेल्टिंग (ईबीएम): धातु पाउडर को पिघलाने के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग। इलेक्ट्रॉन बीम में उच्च ऊर्जा घनत्व और उच्च स्कैनिंग गति की विशेषताएं होती हैं, जो धातु पाउडर को जल्दी से पिघला सकती हैं और मुद्रण दक्षता में सुधार कर सकती हैं। वैक्यूम वातावरण में मुद्रण से मुद्रण प्रक्रिया के दौरान ऑक्सीजन के साथ धातु सामग्री की प्रतिक्रिया से बचा जा सकता है, जो टाइटेनियम मिश्र धातु, निकल-आधारित मिश्र धातु और ऑक्सीजन सामग्री के प्रति संवेदनशील अन्य धातु सामग्री को प्रिंट करने के लिए उपयुक्त है, जिसका उपयोग अक्सर एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरण और अन्य उच्च-अंत क्षेत्रों में किया जाता है।
धातु सामग्री एक्सट्रूज़न (एमई): सामग्री एक्सट्रूज़न आधारित विनिर्माण विधि, एक्सट्रूज़न हेड के माध्यम से रेशम या पेस्ट के रूप में धातु सामग्री को बाहर निकालना, और साथ ही गर्म करना और ठीक करना, ताकि परत दर परत संचय मोल्डिंग प्राप्त हो सके। लेजर पिघलने वाली तकनीक की तुलना में, निवेश लागत कम है, अधिक लचीली और सुविधाजनक है, विशेष रूप से कार्यालय के वातावरण और औद्योगिक वातावरण में शुरुआती विकास के लिए उपयुक्त है।
सामान्य सामग्री
टाइटेनियम मिश्र धातु: उच्च शक्ति, कम घनत्व, अच्छा संक्षारण प्रतिरोध और जैव-संगतता के फायदे हैं, व्यापक रूप से एयरोस्पेस, चिकित्सा उपकरण, मोटर वाहन और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है, जैसे विमान इंजन ब्लेड, कृत्रिम जोड़ों और अन्य भागों के निर्माण।
स्टेनलेस स्टील: इसमें अच्छा संक्षारण प्रतिरोध, यांत्रिक गुण और प्रसंस्करण गुण हैं, अपेक्षाकृत कम लागत, धातु 3 डी प्रिंटिंग में आमतौर पर इस्तेमाल की जाने वाली सामग्रियों में से एक है, इसका उपयोग विभिन्न यांत्रिक भागों, उपकरणों, चिकित्सा उपकरणों आदि के निर्माण के लिए किया जा सकता है।
एल्यूमीनियम मिश्र धातु: कम घनत्व, उच्च शक्ति, अच्छी तापीय चालकता, उच्च वजन आवश्यकताओं वाले भागों के निर्माण के लिए उपयुक्त, जैसे ऑटोमोबाइल इंजन सिलेंडर ब्लॉक, एयरोस्पेस संरचनात्मक भाग, आदि।
निकल-आधारित मिश्र धातु: उत्कृष्ट उच्च तापमान शक्ति, संक्षारण प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध के साथ, इसका उपयोग अक्सर विमान इंजन और गैस टर्बाइन जैसे उच्च तापमान घटकों के निर्माण में किया जाता है।
फ़ायदा
डिजाइन स्वतंत्रता की उच्च डिग्री: जटिल आकृतियों और संरचनाओं के निर्माण को प्राप्त करने की क्षमता, जैसे कि जाली संरचनाएं, टोपोलॉजिकल रूप से अनुकूलित संरचनाएं, आदि, जो पारंपरिक विनिर्माण प्रक्रियाओं में प्राप्त करना मुश्किल या असंभव है, उत्पाद डिजाइन के लिए अधिक नवाचार स्थान प्रदान करता है, और हल्के, उच्च प्रदर्शन वाले भागों का उत्पादन कर सकता है।
भागों की संख्या कम करें: कई भागों को एक पूरे में एकीकृत किया जा सकता है, भागों के बीच कनेक्शन और विधानसभा प्रक्रिया को कम किया जा सकता है, उत्पादन दक्षता में सुधार किया जा सकता है, लागत कम की जा सकती है, लेकिन उत्पाद की विश्वसनीयता और स्थिरता में भी सुधार किया जा सकता है।
तीव्र प्रोटोटाइप: यह कम समय में किसी उत्पाद का प्रोटोटाइप तैयार कर सकता है, उत्पाद विकास चक्र को गति दे सकता है, अनुसंधान और विकास लागत को कम कर सकता है, और उद्यमों को उत्पादों को तेजी से बाजार में लाने में मदद कर सकता है।
अनुकूलित उत्पादन: ग्राहकों की व्यक्तिगत जरूरतों के अनुसार, विभिन्न ग्राहकों की विशेष आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए अद्वितीय उत्पादों का निर्माण किया जा सकता है, जो चिकित्सा प्रत्यारोपण, गहने और अन्य अनुकूलित क्षेत्रों के लिए उपयुक्त हैं।
परिसीमन
खराब सतह की गुणवत्ता: मुद्रित धातु भागों की सतह खुरदरापन अपेक्षाकृत अधिक है, और सतह खत्म में सुधार करने के लिए पीसने, चमकाने, सैंडब्लास्टिंग आदि जैसे बाद के उपचार की आवश्यकता होती है, जिससे उत्पादन लागत और समय बढ़ जाता है।
आंतरिक दोष: मुद्रण प्रक्रिया के दौरान छिद्र, अप्रयुक्त कण और अपूर्ण संलयन जैसे आंतरिक दोष हो सकते हैं, जो भागों के यांत्रिक गुणों को प्रभावित करते हैं, विशेष रूप से उच्च भार और चक्रीय भार के अनुप्रयोग में, मुद्रण प्रक्रिया मापदंडों को अनुकूलित करके और उपयुक्त पोस्ट-प्रोसेसिंग विधियों को अपनाकर आंतरिक दोषों की घटना को कम करना आवश्यक है।
सामग्री सीमाएँ: यद्यपि उपलब्ध धातु 3D मुद्रण सामग्री के प्रकार बढ़ रहे हैं, फिर भी पारंपरिक विनिर्माण विधियों की तुलना में कुछ सामग्री सीमाएँ हैं, और कुछ उच्च प्रदर्शन वाली धातु सामग्री को प्रिंट करना अधिक कठिन है और लागत अधिक है।
लागत के मुद्दे: धातु 3 डी प्रिंटिंग उपकरण और सामग्री की लागत अपेक्षाकृत अधिक है और मुद्रण की गति धीमी है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए पारंपरिक विनिर्माण प्रक्रियाओं की तरह लागत प्रभावी नहीं है, और वर्तमान में मुख्य रूप से छोटे बैच, अनुकूलित उत्पादन और उच्च उत्पाद प्रदर्शन और गुणवत्ता आवश्यकताओं वाले क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है।
तकनीकी जटिलता: धातु 3डी मुद्रण में जटिल प्रक्रिया पैरामीटर और प्रक्रिया नियंत्रण शामिल होता है, जिसके लिए पेशेवर ऑपरेटरों और तकनीकी सहायता की आवश्यकता होती है, और ऑपरेटरों के उच्च तकनीकी स्तर और अनुभव की आवश्यकता होती है।
आवेदन क्षेत्र
एयरोस्पेस: एयरो-इंजन ब्लेड, टरबाइन डिस्क, विंग संरचनाएं, उपग्रह भागों आदि के निर्माण के लिए उपयोग किया जाता है, जो भागों के वजन को कम कर सकता है, ईंधन दक्षता में सुधार कर सकता है, उत्पादन लागत को कम कर सकता है और भागों के उच्च प्रदर्शन और विश्वसनीयता को सुनिश्चित कर सकता है।
ऑटोमोबाइल: ऑटोमोबाइल इंजन सिलेंडर ब्लॉक, ट्रांसमिशन शेल, हल्के संरचनात्मक भागों आदि का निर्माण, ऑटोमोबाइल के हल्के डिजाइन को प्राप्त करने, ईंधन अर्थव्यवस्था और प्रदर्शन में सुधार करने के लिए।
चिकित्सा: चिकित्सा उपकरणों, कृत्रिम जोड़ों, दंत ऑर्थोटिक्स, प्रत्यारोपण चिकित्सा उपकरणों आदि का उत्पादन, रोगियों के व्यक्तिगत मतभेदों के अनुसार अनुकूलित विनिर्माण, चिकित्सा उपकरणों और उपचार प्रभावों की उपयुक्तता में सुधार करता है।
मोल्ड विनिर्माण: इंजेक्शन मोल्ड्स, डाई कास्टिंग मोल्ड्स आदि का विनिर्माण, मोल्ड विनिर्माण चक्र को छोटा करता है, लागत कम करता है, मोल्ड की सटीकता और जटिलता में सुधार करता है।
इलेक्ट्रॉनिक्स: इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के रेडिएटर, शेल, सर्किट बोर्ड आदि का निर्माण, जटिल संरचनाओं के एकीकृत विनिर्माण को प्राप्त करने, इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के प्रदर्शन और गर्मी अपव्यय प्रभाव में सुधार करने के लिए।
आभूषण: डिजाइनर की रचनात्मकता और ग्राहकों की जरूरतों के अनुसार, उत्पादन दक्षता और उत्पाद वैयक्तिकरण में सुधार के लिए विभिन्न प्रकार के अनूठे आभूषणों का निर्माण किया जा सकता है।