3डी प्रिंटिंग, जिसे एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (एएम) के रूप में भी जाना जाता है, पारंपरिक औद्योगिक उत्पादन के लिए एक "परिवर्तनकारी" विधि है। पारंपरिक घटिया निर्माण प्रक्रिया मौजूदा ज्यामितीय मॉडल वर्कपीस के उपयोग को संदर्भित करती है, और सामग्री को धीरे-धीरे काटने, पॉलिश करने और उत्कीर्ण करने के लिए उपकरणों का उपयोग अंततः आवश्यक भाग बन जाता है। 3डी प्रिंटिंग इसके ठीक विपरीत है। 3डी प्रिंटिंग उपकरण की मदद से, डिजिटल त्रि-आयामी मॉडल को स्तरित किया जाता है, और विशेष सामग्री जैसे धातु पाउडर, थर्माप्लास्टिक सामग्री, और रेजिन को लगातार ढेर किया जाता है और परत दर परत बंधित किया जाता है, और अंत में एक त्रि-आयामी संपूर्ण बनाने के लिए आरोपित किया जाता है। . 3डी प्रिंटिंग एक अंतःविषय तकनीक है, जिसमें मशीनरी, सामग्री, कंप्यूटर विजन, सॉफ्टवेयर, इलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य विषयों को शामिल किया गया है, और कोर तकनीक 3डी प्रिंटर के निर्माण में निहित है, जिसमें सामग्री, सॉफ्टवेयर, डिजाइन आदि के लिए विशेष आवश्यकताएं भी हैं।
पारंपरिक निर्माण प्रक्रियाओं की तुलना में, 3 डी प्रिंटिंग में जटिल संरचनाएं बनाने, उत्पाद प्राप्ति चक्र को छोटा करने, उच्च उत्पाद शक्ति, हल्के वजन और उच्च सामग्री उपयोग दर की विशेषताएं हैं, लेकिन इसकी लागत भी अपेक्षाकृत अधिक है। 3डी प्रिंटिंग तकनीक की विशेषताएं इस प्रकार हैं:
(1) एकीकृत उत्पादन प्राप्त करने के लिए जटिल ज्यामितीय संरचनाओं वाले भागों का निर्माण किया जा सकता है, और संरचना की जटिलता अतिरिक्त लागत नहीं लाएगी। डिजाइनर अब पारंपरिक निर्माण प्रक्रियाओं से बंधे नहीं हैं और भागों को अधिक स्वतंत्र रूप से बना सकते हैं।
(2) नए उत्पाद विकास और प्राप्ति के चक्र को छोटा करना। पारंपरिक तकनीक में नए उत्पादों को विकसित करते समय, नए सांचों का डिजाइन और निर्माण करना और एक विधानसभा प्रक्रिया स्थापित करना आवश्यक है, जबकि 3डी प्रिंटिंग में सांचों की आवश्यकता नहीं होती है और प्रक्रिया कम होती है।
(3) उत्पाद में उच्च शक्ति और हल्के वजन की विशेषताएं हैं। 3 डी प्रिंटिंग भागों छत्ते की जाली संरचना का एहसास कर सकते हैं जो पारंपरिक तकनीक द्वारा संसाधित करना मुश्किल है और प्रदर्शन सुनिश्चित करने के आधार पर वजन को बहुत कम कर सकता है। 3डी प्रिंटिंग के तेजी से जमने की प्रक्रिया विशेषताओं के आधार पर, अच्छे यांत्रिक गुण प्राप्त किए जा सकते हैं, जिससे ताकत में वृद्धि सुनिश्चित होती है।
(4) सामग्रियों की उपयोग दर में बहुत सुधार हुआ है। चूँकि सामग्री परत दर परत आरोपित होती है, उत्पादन प्रक्रिया में लगभग कोई सामग्री अपशिष्ट नहीं होता है, और सामग्री उपयोग दर 90 प्रतिशत से अधिक तक पहुँच जाती है। (5) उपकरण की लागत और सामग्री की लागत अधिक है। औद्योगिक-ग्रेड 3डी प्रिंटिंग उपकरण महंगा है, एक से दो मिलियन युआन से लेकर लाखों युआन तक। इसके अलावा, विशेष प्रक्रिया के कारण, 3 डी प्रिंटिंग में सामग्री के लिए विशेष आवश्यकताएं होती हैं, और साधारण सामग्रियों को समायोजित करने की आवश्यकता होती है। हालांकि, सामग्रियों का अनुसंधान और विकास कठिन और महंगा है, जो कुछ हद तक 3डी प्रिंटिंग के विकास को सीमित करता है।
30 से अधिक वर्षों के विकास के बाद, 3डी प्रिंटिंग तकनीक में लगातार सुधार किया गया है, और विभिन्न प्रिंटिंग मोड जैसे कि 3डी बायोप्रिंटिंग, ऑर्गेनिक मटेरियल प्रिंटिंग और मेटल प्रिंटिंग का गठन किया गया है। धातु 3डी प्रिंटिंग आमतौर पर धातु पाउडर को पिघलाने के लिए लेजर और इलेक्ट्रॉन बीम ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करती है, ताकि धातु पाउडर को पाप किया जा सके और समग्र संरचना बनाने के लिए ढेर किया जा सके। पूरी प्रक्रिया में धातु पाउडर के दो इनपुट तरीके हैं, पाउडर फैलाना और पाउडर खिलाना। विभिन्न पाउडर फीडिंग विधियों के अनुसार, धातु 3 डी प्रिंटिंग प्रक्रिया सिद्धांत को दिशात्मक ऊर्जा जमाव (पाउडर फीडिंग के रूप में भी जाना जाता है) और पाउडर बेड चयनात्मक पिघलने (जिसे पाउडर फैलाना भी कहा जाता है) में विभाजित किया गया है। पाउडर कोटिंग एक पतली परत बनाने के लिए सब्सट्रेट पर धातु के पाउडर को फैलाने के लिए संदर्भित करता है, जो तब लेजर द्वारा पतली परत पर विशिष्ट क्षेत्रों को पिघलाकर एक साथ जोड़ा जाता है। पाउडर फैलाने की तुलना में, पाउडर फीडिंग एक पतली परत नहीं बनाती है, और पाउडर को सीधे पाउडर नोजल के माध्यम से सब्सट्रेट पर लेजर द्वारा गठित पिघले हुए पूल में पहुंचाया जाता है और पूरी तरह से पाप किया जाता है। मुख्यधारा की धातु 3 डी प्रिंटिंग तकनीक को मोटे तौर पर लेजर सेलेक्टिव मेल्टिंग टेक्नोलॉजी (एसएलएम), इलेक्ट्रॉन बीम मेल्टिंग फॉर्मिंग (ईबीएम), लेजर नेट शेपिंग टेक्नोलॉजी (एलईएनएस), इलेक्ट्रॉन बीम फ्यूजन फिलामेंट डिपोजिशन टेक्नोलॉजी (ईबीएफ) और इतने पर विभाजित किया जा सकता है।
धातु योज्य निर्माण प्रौद्योगिकी, उपकरण, सामग्री और प्रक्रिया के विकास में तीन महत्वपूर्ण कारक हैं। वर्तमान में, इन तीनों पहलुओं में अभी भी सुधार की गुंजाइश है। 3 डी प्रिंटिंग तकनीक के अनुप्रयोग पैमाने का विस्तार करने के लिए, कम लागत, बड़े आकार, बहु-सामग्री, उच्च परिशुद्धता और उच्च दक्षता की दिशा में धातु योज्य निर्माण तकनीक विकसित हो रही है।
(1) धातु योजक उपकरण बड़े पैमाने पर और विशेषज्ञता की दिशा में विकसित हो रहा है। बड़े पैमाने पर संरचनाओं और विशिष्ट क्षेत्रों की छपाई की बढ़ती मांग के साथ, धातु 3डी प्रिंटिंग उपकरण बड़े पैमाने पर और व्यावसायिक विकास की ओर एक प्रवृत्ति बन गया है।
(2) मुद्रण योग्य कच्चे माल में वृद्धि जारी है, और मिश्रित सामग्री की छपाई दिखाई देने लगी है। वर्तमान में, धातु 3 डी प्रिंटिंग में प्रयुक्त कच्चे माल के प्रकार अपेक्षाकृत छोटे हैं और सामग्री की गुणवत्ता अधिक नहीं है। औद्योगिक क्षेत्र में एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के निरंतर प्रवेश के साथ, धातु 3 डी प्रिंटिंग की बाजार में मांग धीरे-धीरे बढ़ रही है जो मल्टी-मटेरियल मिश्रित प्रिंटिंग को प्राप्त कर सकती है। इसके अलावा, कई मिश्रित सामग्रियों की एक साथ छपाई शुरू हो रही है, जो विभिन्न सामग्रियों के लाभों को जोड़ सकती है।
(3) नई धातु योज्य निर्माण तकनीकों का विकास करना। पारंपरिक धातु योजक निर्माण तकनीक में उच्च लागत और कम दक्षता जैसी समस्याएं हैं, जिनमें से कम दक्षता भी प्रमुख कारकों में से एक है जो कई क्षेत्रों में पारंपरिक घटिया निर्माण को बदलने से योजक निर्माण को प्रतिबंधित करती है। यह उम्मीद की जाती है कि भविष्य में इस तकनीक की क्रमिक परिपक्वता के साथ, जैसे कि लेजर शक्ति में वृद्धि और मुद्रण पथ का अनुकूलन, एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग की उत्पादन दर में सुधार हो सकता है।