एडिटिव मैन्युफ़ैक्चरिंग
एडिटिव मैन्युफ़ैक्चरिंग, जिसे 3D प्रिंटिंग के नाम से बेहतर जाना जाता है, कंप्यूटर मॉडल से सीधे, आमतौर पर एक-एक पतली परत करके, सामग्री केवल वहाँ जोड़ती है जहाँ ज़रूरत हो और इस तरह पुर्ज़ा बनाती है। पुर्ज़े के लिए कोई मोल्ड, डाई या कटिंग टूल नहीं बनाया जाता, इसलिए एक-एक नग, जटिल भीतरी आकार और डिज़ाइन में झटपट बदलाव सस्ते पड़ते हैं। इस अध्याय की दस प्रक्रियाएँ मुख्यतः इसमें भिन्न हैं कि सामग्री कैसे जोड़ी जाती है और जगह पर कैसे जमाई जाती है।
मुख्य विचार
यहाँ की हर प्रक्रिया 3D मॉडल को पतली परतों या पथों के ढेर में काटती है और उन्हें एक के ऊपर एक बनाती है। इसे ऐसे समझें जैसे रोटी को ब्लॉक से तराशने की जगह टुकड़े-टुकड़े करके बनाना: कुछ काटकर नहीं हटाया जाता, इसलिए ऐसे आकार संभव होते हैं जहाँ कोई औज़ार पहुँच ही न सके। अंतरराष्ट्रीय मानक ISO/ASTM 52900 इन प्रक्रियाओं को सामग्री जोड़ने के तरीक़े के आधार पर सात परिवारों में बाँटता है: नोज़ल से निकाली गई (मटीरियल एक्सट्रूज़न), रेज़िन के वैट से प्रकाश द्वारा क्योर की गई (वैट फ़ोटोपॉलिमराइज़ेशन), पाउडर बेड में फ़्यूज़ की गई (पाउडर बेड फ़्यूज़न), पाउडर बेड में चिपकाई गई (बाइंडर जेटिंग), बूँदों के रूप में छोड़ी गई (मटीरियल जेटिंग), जहाँ गिरे वहीं फ़ोकस किए ऊर्जा किरण-पुंज से पिघलाई गई (डायरेक्टेड एनर्जी डिपॉज़िशन), और वेल्ड की गई शीटों के रूप में जमाई गई (शीट लैमिनेशन)। वॉल्यूमेट्रिक प्रिंटिंग एक नया तरीक़ा है जो रेज़िन के पूरे आयतन को एक साथ, बिना परतों के क्योर करता है।
इस अध्याय की 10 प्रक्रियाएँ
8.1शॉर्टFDM (फ़्यूज़्ड डिपॉज़िशन मॉडलिंग)चलती नोज़ल से पिघले प्लास्टिक फ़िलामेंट को एक्सट्रूड करती है (मटेरियल एक्सट्रूज़न)पाठ खोलें
8.2स्टीरियोलिथोग्राफ़ी (SLA/DLP)लेज़र या प्रोजेक्टर से तरल रेज़िन को परत दर परत कठोर करती है (वैट फ़ोटोपॉलीमराइज़ेशन)पाठ खोलें
8.3सेलेक्टिव लेज़र सिंटरिंग (SLS)लेज़र बेड में नायलॉन पाउडर को जोड़ता है; ढीला पाउडर पार्ट को सहारा देता है (पाउडर बेड फ़्यूज़न)पाठ खोलें
8.4लेज़र पाउडर बेड फ़्यूज़न (धातु, SLM/DMLS)लेज़र धातु पाउडर की पतली परतें पिघलाता है (पाउडर बेड फ़्यूज़न)पाठ खोलें
8.5बाइंडर जेटिंगइंकजेट हेड पाउडर को चिपकाते हैं, फिर पार्ट को क्योर या सिंटर किया जाता है (बाइंडर जेटिंग)पाठ खोलें
8.6मटीरियल जेटिंग (PolyJet)रेज़िन की बूँदें दागता है और UV प्रकाश से उन्हें क्योर करता है (मटीरियल जेटिंग)पाठ खोलें
8.7डायरेक्टेड एनर्जी डिपॉज़िशन (DED/LMD)लेज़र पार्ट पर पूल पिघलाता है; फूँका गया पाउडर धातु जोड़ता है (डायरेक्टेड एनर्जी डिपॉज़िशन)पाठ खोलें
8.8वायर आर्क एडिटिव मैन्युफ़ैक्चरिंग (WAAM)वेल्डिंग रोबोट आर्क से पिघले तार के मनके जमाता है (डायरेक्टेड एनर्जी डिपॉज़िशन)पाठ खोलें
8.9अल्ट्रासोनिक एडिटिव मैन्युफ़ैक्चरिंग (UAM)अल्ट्रासोनिक कंपन बिना पिघलाए धातु की पन्नियाँ वेल्ड करता है, फिर एक मिल उन्हें ट्रिम करती है (शीट लैमिनेशन)पाठ खोलें
8.10वॉल्यूमेट्रिक प्रिंटिंग (CAL)हर कोण से आती रोशनी घूमती शीशी के रेज़िन को एक साथ क्योर करती है (वॉल्यूमेट्रिक प्रिंटिंग)पाठ खोलेंआमने-सामने
| प्रक्रिया | एक पंक्ति में | सबसे उपयुक्त | बैच साइज़ | सटीकता |
|---|---|---|---|---|
| 8.1FDM (फ़्यूज़्ड डिपॉज़िशन मॉडलिंग) | चलती नोज़ल से पिघले प्लास्टिक फ़िलामेंट को एक्सट्रूड करती है (मटेरियल एक्सट्रूज़न) | सस्ते प्रोटोटाइप, जिग, शौकिया पुर्ज़े | 1 से सैकड़ों | लगभग ±0.2–0.5 mm |
| 8.2स्टीरियोलिथोग्राफ़ी (SLA/DLP) | लेज़र या प्रोजेक्टर से तरल रेज़िन को परत दर परत कठोर करती है (वैट फ़ोटोपॉलीमराइज़ेशन) | महीन विवरण वाले मॉडल, डेंटल पुर्ज़े, गहनों के पैटर्न | 1 से हज़ारों | लगभग ±0.05–0.1 mm |
| 8.3सेलेक्टिव लेज़र सिंटरिंग (SLS) | लेज़र बेड में नायलॉन पाउडर को जोड़ता है; ढीला पाउडर पार्ट को सहारा देता है (पाउडर बेड फ़्यूज़न) | बिना सपोर्ट के टिकाऊ कार्यात्मक प्लास्टिक पुर्ज़े | दसियों से दसियों हज़ार | लगभग ±0.3 mm |
| 8.4लेज़र पाउडर बेड फ़्यूज़न (धातु, SLM/DMLS) | लेज़र धातु पाउडर की पतली परतें पिघलाता है (पाउडर बेड फ़्यूज़न) | जटिल धातु पुर्ज़े, लैटिस, भीतरी चैनल | 1 से हज़ारों | लगभग ±0.1 mm |
| 8.5बाइंडर जेटिंग | इंकजेट हेड पाउडर को चिपकाते हैं, फिर पार्ट को क्योर या सिंटर किया जाता है (बाइंडर जेटिंग) | रेत के मोल्ड, पूरे-रंग के मॉडल, मात्रा में धातु पुर्ज़े | दसियों से दसियों हज़ार | लगभग ±0.2 mm (धातु में ज़्यादा सिकुड़न) |
| 8.6मटीरियल जेटिंग (PolyJet) | रेज़िन की बूँदें दागता है और UV प्रकाश से उन्हें क्योर करता है (मटीरियल जेटिंग) | यथार्थवादी बहु-सामग्री, बहु-रंग प्रोटोटाइप | 1 से 100 | लगभग ±0.1 mm |
| 8.7डायरेक्टेड एनर्जी डिपॉज़िशन (DED/LMD) | लेज़र पार्ट पर पूल पिघलाता है; फूँका गया पाउडर धातु जोड़ता है (डायरेक्टेड एनर्जी डिपॉज़िशन) | मरम्मत, क्लैडिंग, पुर्ज़ों में विशेषताएँ जोड़ना | 1 से दसियों | मशीनिंग से पहले लगभग ±0.5 mm |
| 8.8वायर आर्क एडिटिव मैन्युफ़ैक्चरिंग (WAAM) | वेल्डिंग रोबोट आर्क से पिघले तार के मनके जमाता है (डायरेक्टेड एनर्जी डिपॉज़िशन) | बड़े धातु पुर्ज़े, मीटरों लंबे | 1 से दसियों | मशीनिंग से पहले लगभग ±1 mm |
| 8.9अल्ट्रासोनिक एडिटिव मैन्युफ़ैक्चरिंग (UAM) | अल्ट्रासोनिक कंपन बिना पिघलाए धातु की पन्नियाँ वेल्ड करता है, फिर एक मिल उन्हें ट्रिम करती है (शीट लैमिनेशन) | एम्बेडेड सेंसर, चैनल, मिली-जुली धातुएँ | 1 से दसियों | लगभग ±0.05 mm (मशीन किया हुआ) |
| 8.10वॉल्यूमेट्रिक प्रिंटिंग (CAL) | हर कोण से आती रोशनी घूमती शीशी के रेज़िन को एक साथ क्योर करती है (वॉल्यूमेट्रिक प्रिंटिंग) | तेज़, चिकने छोटे पुर्ज़े; शोध | 1 से दसियों | लगभग 0.1–0.3 mm की विशेषताएँ |
इस परिवार में कैसे चुनें
- कम बजट में प्लास्टिक प्रोटोटाइप: FDM से शुरू करें; जब दिखावट और महीन विवरण मायने रखें तो SLA या मटीरियल जेटिंग की ओर जाएँ।
- मात्रा में मज़बूत प्लास्टिक पुर्ज़े: SLS, क्योंकि ढीला पाउडर हर पुर्ज़े को सहारा देता है और एक ही बिल्ड में कई पुर्ज़े समा जाते हैं।
- जटिल धातु पुर्ज़े: विवरण और सटीकता के लिए लेज़र पाउडर बेड फ़्यूज़न; कम लागत पर कई छोटे पुर्ज़े चाहिए हों तो बाइंडर जेटिंग।
- बड़े धातु पुर्ज़े या मरम्मत: सटीकता के लिए डायरेक्टेड एनर्जी डिपॉज़िशन (DED), आकार और गति के लिए WAAM; दोनों के बाद मशीनिंग की योजना रखें।
- विशेष मामले: सेंसर दबाने या असमान धातुएँ जोड़ने के लिए UAM; सेकंडों में छोटे, परत-रहित रेज़िन पुर्ज़ों के लिए वॉल्यूमेट्रिक प्रिंटिंग।
मुख्य शब्द
- परत की ऊँचाई
- हर छापी गई स्लाइस की मोटाई; पतली परतों का मतलब महीन विवरण पर लंबे बिल्ड।
- सपोर्ट
- अस्थायी सामग्री जो छापते समय ओवरहैंग को थामे रखती है और बाद में हटा दी जाती है।
- फ़ोटोपॉलिमर
- तरल रेज़िन जो प्रकाश, आमतौर पर पराबैंगनी, पड़ने पर कठोर हो जाता है।
- पाउडर बेड
- बिल्ड क्षेत्र पर बिछी पाउडर की पतली, सपाट परत, जिसे चुनकर फ़्यूज़ या चिपकाया जाता है।
- मेल्ट पूल
- बनाते समय लेज़र या आर्क के नीचे पिघली धातु का छोटा पोखर।
- सिंटरिंग
- पाउडर को इतना गर्म करना कि उसके कण पूरी तरह पिघले बिना आपस में जुड़ जाएँ।
- नियर-नेट शेप
- अंतिम आकार के क़रीब बनाया पुर्ज़ा, जिसे केवल हल्की मशीनिंग चाहिए।
- पोस्ट-प्रोसेसिंग
- छापने के बाद का सब कुछ, जैसे सपोर्ट हटाना, क्योरिंग, हीट ट्रीटमेंट या मशीनिंग।
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