यद्यपि वर्तमान धातु 3 डी प्रिंटिंग उद्योग बहुत तेजी से विकसित हो रहा है, फिर भी कई समस्याओं को हल किया जाना है, जिनमें से एक समर्थन संरचनाओं को हटाना है। यह मशीनिंग या घुलनशील सामग्रियों का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है। मशीनिंग विधियां बोझिल होती हैं और प्रिंट को नुकसान पहुंचा सकती हैं। घुलनशील सामग्रियों के प्रकारों की अपनी सीमाएं हैं, आमतौर पर केवल प्लास्टिक सामग्री के लिए उपयुक्त, धातु के समर्थन के लिए, यह विधि काम नहीं करेगी
धातु का समर्थन करता है के इलेक्ट्रोकेमिकल हटाने का सिंहावलोकन
एरिजोना स्टेट यूनिवर्सिटी (एएसयू) के शोधकर्ताओं ने धातु के समर्थन को हटाने के लिए एक इलेक्ट्रोकेमिकल विधि का प्रस्ताव दिया है, और इस विधि को विदेशी पेटेंट के लिए लागू किया गया है। सिद्धांत निम्नलिखित चित्र में दिखाया गया है:
धातु का समर्थन करता है के इलेक्ट्रोकेमिकल हटाने का समर्थन करता है
भाग इकाई वास्तव में आकृति में ग्रे भाग में आवश्यक है, सफल मुद्रण सुनिश्चित करने के लिए, आमतौर पर भाग इकाई भाग में समर्थन जोड़ना आवश्यक है, जो आकृति में काला हिस्सा है। समर्थन का इलेक्ट्रोकेमिकल हटाने के लिए "बलिदान एनोड की कैथोडिक संरक्षण विधि" के लिए आवश्यक है। इस विधि का उपयोग आमतौर पर धातु जंग को रोकने के लिए किया जाता है, अर्थात, मजबूत कमी के साथ धातु का उपयोग एक सुरक्षात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में किया जाता है, और यह एक प्राथमिक बैटरी बनाने के लिए संरक्षित धातु से जुड़ा होता है, जिसमें मजबूत कमी होती है। धातु को नकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया द्वारा उपभोग किया जाएगा, और संरक्षित धातु का उपयोग जंग से बचने के लिए सकारात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में किया जाएगा। चाहे वह एक ही इलेक्ट्रोलाइट में दो संपर्क धातुओं या इलेक्ट्रोलाइट के विभिन्न हिस्सों में सामग्री हो (जैसे पानी के ऊपर और नीचे पतवार का हिस्सा)। एनोडाइजेशन से गुजरने वाली सामग्री में अधिक नकारात्मक कमी की क्षमता होती है, जिसे भाग सामग्री की प्राथमिकता में ऑक्सीकरण किया जाता है। समर्थन सामग्री मजबूत कम करने की क्षमता के साथ एनोड सामग्री के बराबर है और इसे हटा दिया जाता है।
पहला इलेक्ट्रोकेमिकल धातु समर्थन समाधान
शोधकर्ताओं ने 3 डी भाग सामग्री को मुद्रित किया 304 स्टेनलेस स्टील है, और उपयोग की जाने वाली समर्थन सामग्री कार्बन स्टील है। विशिष्ट सिद्धांत नाइट्रिक एसिड और ऑक्सीजन का उपयोग करके इलेक्ट्रोकेमिकल नक़्क़ाशी तकनीक के माध्यम से कार्बन स्टील समर्थन को हटाना है। इस विधि को व्यवहार्य दिखाया गया है और, अधिक महत्वपूर्ण बात यह है कि इसका स्टेनलेस स्टील प्रिंट पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। नीचे दिए गए आंकड़े से पता चलता है कि शोधकर्ताओं ने कार्बन स्टील का उपयोग करके एक स्टेनलेस स्टील पुल को एक समर्थन के रूप में बनाया, और फिर कार्बन स्टील को इलेक्ट्रोकेमिकल रूप से हटा दिया (41 wt.% नाइट्रिक एसिड समाधान और ऑक्सीजन)। सबसे पहले, शोधकर्ताओं ने ऑक्सीजन का उपयोग नहीं किया, और उन्होंने पाया कि इस मामले में जंग की दर बहुत धीमी थी, 10 घंटे में 1.4 मिमी कार्बन स्टील को हटा दिया। बाद में, उन्होंने प्रतिक्रिया को गति देने के लिए ऑक्सीजन पेश की, और शेष 7 मिमी कार्बन स्टील को पूरी तरह से हटाने में केवल 6 घंटे लगे।
इलेक्ट्रोकेमिकल नक़्क़ाशी द्वारा धातु के समर्थन को हटाना सिद्धांत रूप में संभव है (यह प्रयोगों द्वारा साबित किया गया है), लेकिन देश और विदेश में इस तकनीक पर बहुत कम शोध है, और वर्तमान में कोई परिपक्व औद्योगिक अनुप्रयोग नहीं है, मुख्य रूप से समस्या के निम्नलिखित पहलुओं में:
● बलिदान एनोड सामग्री को मुद्रण सामग्री के साथ धातुकर्म रूप से संगत होना चाहिए, जिसका अर्थ है कि इसमें एक समान क्रिस्टल संरचना, थर्मल चालकता और थर्मल विस्तार का गुणांक होना चाहिए, और हानिकारक इंटरमेटलिक यौगिकों को उत्पन्न नहीं करना चाहिए। यह सुनिश्चित करता है कि बलिदान एनोड और मुद्रित भाग के बीच संपर्क में धातु 3 डी प्रिंटिंग के दौरान चरम थर्मल साइकिलिंग के कारण होने वाले तनावों का सामना करने के लिए पर्याप्त यांत्रिक शक्ति है।
● एक अत्यधिक संक्षारक इलेक्ट्रोलाइट का उपयोग किया जाना चाहिए। इस इलेक्ट्रोलाइट को मुद्रित सामग्री की तुलना में उच्च चयनात्मकता (>100: 1) के साथ बलिदान एनोड को भंग करने में सक्षम होना चाहिए।
● प्रक्रिया को नियंत्रणीय होने की आवश्यकता है, और सटीकता की गारंटी देना मुश्किल है। रासायनिक प्रतिक्रिया दर और समय को नियंत्रित करना मुश्किल है, और कभी-कभी प्रिंटिंग सामग्री को भी थोड़ी मात्रा में हटा दिया जाता है या समर्थन सामग्री को पूरी तरह से हटाया नहीं जाता है।