3डी प्रिंटिंग तकनीक के आगमन के बाद से, वास्तविक उत्पादों के निर्माण के लिए 3डी प्रिंटिंग तकनीक को धीरे-धीरे लागू किया गया है। उनमें से, धातु सामग्री के लिए 3डी प्रिंटिंग तकनीक का विकास विशेष रूप से तेजी से हुआ है। राष्ट्रीय रक्षा के क्षेत्र में, यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका में विकसित देश धातु 3 डी प्रिंटिंग तकनीक के विकास को बहुत महत्व देते हैं और अनुसंधान में बड़ी रकम का निवेश करते हैं। 3डी प्रिंटिंग मेटल पार्ट्स हमेशा अनुसंधान और अनुप्रयोग का केंद्र रहा है। यह न केवल सांचों और साइकिलों को प्रिंट कर सकता है, बल्कि यह अभूतपूर्व नए हथियार भी प्रिंट कर सकता है, और यह कारों और हवाई जहाजों जैसे बड़े उपकरणों को भी प्रिंट कर सकता है। एक नए प्रकार की बुद्धिमान निर्माण तकनीक के रूप में, मेटल 3डी प्रिंटिंग ने एक बहुत व्यापक अनुप्रयोग संभावना दिखाई है, और उपकरण डिजाइन और निर्माण, उपकरण समर्थन और एयरोस्पेस जैसे अधिक क्षेत्रों में एक मजबूत विकास गति दिखाई है।
1 मेटल 3डी प्रिंटिंग तकनीक का अवलोकन
1.1 मूल सिंहावलोकन
धातु 3डी प्रिंटिंग तकनीक का मूल विचार पहली बार 19वीं सदी के अंत में संयुक्त राज्य अमेरिका में उत्पन्न हुआ था, लेकिन यह मध्य -1980 तक आकार नहीं ले पाया। 1986 में, अमेरिकी चार्ल्स हल ने पहले 3D प्रिंटर का आविष्कार किया। मेरे देश ने 1991 में 3डी प्रिंटिंग तकनीक का अध्ययन करना शुरू किया। 2000 के आसपास, ये प्रक्रियाएं धीरे-धीरे प्रयोगशाला अनुसंधान से इंजीनियरिंग और उत्पादीकरण तक विकसित होने लगीं। उस समय इसे रैपिड प्रोटोटाइपिंग (आरपी) कहा जाता था, यानी नमूने विकसित होने से पहले मॉक-अप। अब इसे रैपिड प्रोटोटाइप टेक्नोलॉजी, एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग भी कहा जाता है। हालाँकि, सार्वजनिक स्वीकृति की सुविधा के लिए, इस नई तकनीक को सामूहिक रूप से 3डी प्रिंटिंग कहा जाता है। 3डी प्रिंटिंग एक तरह की रैपिड प्रोटोटाइप तकनीक है। यह डिजिटल मॉडल डिज़ाइन पर आधारित एक तकनीक है, जो बंधन योग्य सामग्री जैसे पाउडर धातु या राल का उपयोग करती है, और परत दर परत "एडिटिव" प्रिंटिंग परत द्वारा त्रि-आयामी वस्तुओं का निर्माण करती है। मेटल 3डी प्रिंटिंग को "पिछली शताब्दी का विचार और प्रौद्योगिकी, इस सदी का बाजार" कहा गया है। इसके अलावा, मेरे देश ने हाल ही में मेटल 3डी प्रिंटिंग एयरोस्पेस में सफलता हासिल की है। चीन के एयरोस्पेस ने एक नई सफलता हासिल की है, और 3डी प्रिंटेड धातु के हिस्सों का वजन 3 किलो से घटाकर 600 ग्राम कर दिया गया है, वजन में 80 प्रतिशत की कमी आई है।
1.2 मेटल 3डी प्रिंटिंग की विशेषताएं
1) उच्च परिशुद्धता। वर्तमान में, धातु 3डी प्रिंटिंग उपकरण की सटीकता को मूल रूप से 0.05 मिमी से नीचे नियंत्रित किया जा सकता है।
2) चक्र छोटा है। मेटल 3डी प्रिंटिंग में सांचों की उत्पादन प्रक्रिया की आवश्यकता नहीं होती है, जो मॉडल के उत्पादन समय को बहुत कम कर देता है। आम तौर पर, एक मॉडल को कुछ घंटों या दसियों मिनट में भी प्रिंट किया जा सकता है।
3) इसे वैयक्तिकृत किया जा सकता है। मेटल 3डी प्रिंटिंग में मुद्रित मॉडल की संख्या की कोई सीमा नहीं है, चाहे एक ही कीमत पर एक या अधिक का उत्पादन किया जा सकता है।
4) सामग्री की विविधता। एक धातु 3 डी प्रिंटिंग सिस्टम अक्सर विभिन्न सामग्रियों की छपाई का एहसास कर सकता है, और इस सामग्री की विविधता विभिन्न क्षेत्रों की जरूरतों को पूरा कर सकती है।
5) लागत अपेक्षाकृत कम है। हालांकि धातु 3डी प्रिंटिंग सिस्टम और 3डी प्रिंटिंग के लिए धातु सामग्री अब अपेक्षाकृत महंगी हैं, अगर उनका उपयोग व्यक्तिगत उत्पाद बनाने के लिए किया जाता है, तो उत्पादन लागत अपेक्षाकृत कम है।
चयनात्मक लेजर पिघलने (एसएलएम)
एसएलएम धातु 3डी प्रिंटिंग के क्षेत्र का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसका विकास इतिहास कम पिघलने बिंदु गैर-धातु पाउडर की सिंटरिंग, कम पिघलने बिंदु लेपित उच्च पिघलने बिंदु पाउडर की सिंटरिंग और उच्च पिघलने बिंदु पाउडर के प्रत्यक्ष पिघलने जैसे चरणों से गुजरा है। ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय ने पहली बार 1986 में एक पेटेंट के लिए आवेदन किया, और 1988 में पहले SLM उपकरण को सफलतापूर्वक विकसित किया। कोई भी आकार प्राप्त करें। साथ ही पूर्ण धातुकर्म संबंध के साथ कार्यात्मक भाग। घनत्व लगभग 100 प्रतिशत तक पहुंच सकता है, आयामी सटीकता 20-50 माइक्रोन तक पहुंच सकती है, और सतह खुरदरापन 20-30 माइक्रोन तक पहुंच सकता है। यह विकास की बड़ी संभावनाओं वाली एक रैपिड प्रोटोटाइप तकनीक है।
एसएलएम मोल्डिंग सामग्री ज्यादातर एकल-घटक धातु पाउडर हैं, जिनमें ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील, निकल-आधारित मिश्र धातु, टाइटेनियम-आधारित मिश्र धातु, कोबाल्ट-क्रोमियम मिश्र धातु और कीमती धातुएं शामिल हैं। लेजर बीम जल्दी से धातु के पाउडर को पिघला देता है और एक निरंतर पिघलने वाला चैनल प्राप्त करता है, जो लगभग किसी भी आकार, पूर्ण धातुकर्म संबंध और उच्च परिशुद्धता के साथ लगभग घने धातु भागों को सीधे प्राप्त कर सकता है। यह महान विकास संभावनाओं वाले धातु भागों के लिए एक 3डी प्रिंटिंग तकनीक है। इसकी एप्लिकेशन सीमा को एयरोस्पेस, माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक, चिकित्सा उपचार, गहने और अन्य उद्योगों तक बढ़ा दिया गया है।
SLM प्रक्रिया में 50 से अधिक प्रभावशाली कारक हैं, और छह श्रेणियां हैं जिनका मोल्डिंग प्रभाव पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है: सामग्री गुण, लेजर और ऑप्टिकल पथ सिस्टम, स्कैनिंग सुविधाएँ, मोल्डिंग वातावरण, मोल्डिंग ज्यामितीय सुविधाएँ और उपकरण कारक . वर्तमान में, मोल्डिंग प्रक्रिया में दोषों को हल करने और ढाला भागों की गुणवत्ता में सुधार करने के उद्देश्य से, देश और विदेश में शोधकर्ता मुख्य रूप से उपर्युक्त प्रभावित करने वाले कारकों पर प्रक्रिया अनुसंधान और अनुप्रयोग अनुसंधान करते हैं। प्रक्रिया अनुसंधान के संदर्भ में, एसएलएम बनाने की प्रक्रिया में महत्वपूर्ण प्रक्रिया मापदंडों में लेजर पावर, स्कैनिंग गति, पाउडर परत की मोटाई, स्कैनिंग दूरी, स्कैनिंग रणनीति आदि शामिल हैं। विभिन्न प्रक्रिया मापदंडों को मिलाकर, बनाने की गुणवत्ता को अनुकूलित किया जा सकता है।
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