3डी प्रिंटिंग तकनीक के आगमन के बाद से, इसे धीरे-धीरे वास्तविक उत्पादों के निर्माण के लिए 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 के विकास को बहुत महत्व देते हैं और अनुसंधान में बड़ी रकम का निवेश करते हैं। 3डी प्रिंटिंग धातु के पुर्जे हमेशा अनुसंधान और अनुप्रयोग का फोकस रहे हैं। 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 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।
धातु 3 डी प्रिंटिंग सुविधाएँ
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।
धातु 3 डी प्रिंटिंग तकनीक
संपूर्ण 3डी प्रिंटिंग सिस्टम में सबसे अत्याधुनिक और सबसे संभावित तकनीक के रूप में, धातु के पुर्जों की 3डी प्रिंटिंग तकनीक उन्नत विनिर्माण प्रौद्योगिकी की एक महत्वपूर्ण विकास दिशा है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विकास और लोकप्रियता और अनुप्रयोग की जरूरतों के साथ, तेजी से प्रोटोटाइप द्वारा धातु के कार्यात्मक भागों का प्रत्यक्ष निर्माण तेजी से प्रोटोटाइप की मुख्य विकास दिशा बन गया है। वर्तमान में, रैपिड प्रोटोटाइपिंग विधियों का उपयोग सीधे धातु के कार्यात्मक भागों के निर्माण के लिए किया जा सकता है जिनमें मुख्य रूप से शामिल हैं: सेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग (SLM), इलेक्ट्रॉन बीम सेलेक्टिव मेल्टिंग (EBSM), लेजर इंजीनियर्ड नेट शेपिंग (LENS) वेट।
चयनात्मक लेजर पिघलने (एसएलएम)
एसएलएम धातु 3डी प्रिंटिंग के क्षेत्र का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है। इसकी विकास प्रक्रिया कम गलनांक वाले गैर-धातु पाउडर की सिंटरिंग, कम गलनांक लेपित उच्च गलनांक पाउडर की सिंटरिंग और उच्च गलनांक पाउडर के सीधे पिघलने जैसे चरणों से गुजरी 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 धातु के पुर्जों के लिए एक 3डी प्रिंटिंग तकनीक है जिसमें विकास की काफी संभावनाएं हैं। इसकी आवेदन 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 उपरोक्त 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 और स्कैनिंग रणनीति आदि शामिल हैं। विभिन्न प्रक्रिया मापदंडों को मिलाकर, बनाने की गुणवत्ता को अनुकूलित किया जा सकता है।
एसएलएम मोल्डिंग प्रक्रिया में मुख्य दोष गोलाकार और विकृत विरूपण हैं। गोलाकारीकरण मोल्डिंग प्रक्रिया के दौरान ऊपरी और निचली परतों का अपर्याप्त पिघलने है। सतही तनाव के प्रभाव के कारण, पिघली हुई बूंदें जल्दी से एक गोलाकार आकार में लुढ़क जाएंगी, जिसके परिणामस्वरूप गोलाकारता हो जाएगी। गोलाकारीकरण से बचने के लिए, इनपुट ऊर्जा को उचित रूप से बढ़ाया जाना चाहिए। वारपेज विरूपण सामग्री की ताकत से अधिक एसएलएम बनाने की प्रक्रिया में थर्मल तनाव के कारण होता है, जिसके परिणामस्वरूप प्लास्टिक विरूपण होता है। अवशिष्ट तनाव को मापने में कठिनाई के कारण, SLM प्रक्रिया के वारपेज विरूपण पर वर्तमान शोध मुख्य रूप से परिमित तत्व विधि का उपयोग करके किया जाता है, और फिर सिमुलेशन परिणामों की विश्वसनीयता को प्रयोगों द्वारा सत्यापित किया जाता है। SLM तकनीक का मूल सिद्धांत है: कंप्यूटर पर भाग के 3D ठोस मॉडल को डिज़ाइन करने के लिए पहले Pro/e, UG, CATIA और अन्य 3D मॉडलिंग सॉफ़्टवेयर का उपयोग करें, और फिर स्लाइसिंग सॉफ़्टवेयर के माध्यम से 3D मॉडल को स्लाइस और लेयर करें प्राप्त करने के लिए प्रत्येक खंड के समोच्च डेटा, भरने वाले स्कैनिंग पथ को समोच्च डेटा से उत्पन्न किया जाता है, और उपकरण इन भरने वाली स्कैनिंग लाइनों के अनुसार प्रत्येक परत के धातु पाउडर सामग्री को चुनिंदा रूप से पिघलाने के लिए लेजर बीम को नियंत्रित करेगा, और धीरे-धीरे उन्हें तीन-आयामी में ढेर कर देगा। धातु के भाग।