विकसित किए जाने वाले 3डी प्रिंटिंग उद्योग के छिपे हुए मूल्य क्या हैं?

3डी प्रिंटिंग तकनीक, जिसे एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग टेक्नोलॉजी के रूप में भी जाना जाता है, एक ऐसी तकनीक है जो डिजिटल मॉडल फाइलों के आधार पर परत दर परत वस्तुओं के निर्माण के लिए पाउडर धातु या प्लास्टिक और अन्य चिपकने वाली सामग्री का उपयोग करती है। 3डी प्रिंटिंग आमतौर पर डिजिटल टेक्नोलॉजी मटेरियल प्रिंटर द्वारा महसूस की जाती है। अतीत में, इसका उपयोग अक्सर मोल्ड निर्माण, औद्योगिक डिजाइन और अन्य क्षेत्रों में मॉडल बनाने के लिए किया जाता था। अब इसका उपयोग धीरे-धीरे कुछ उत्पादों के प्रत्यक्ष निर्माण में किया जाता है। कुछ उद्यमों ने इस तकनीक का उपयोग भागों को प्रिंट करने के लिए करना शुरू कर दिया है। प्रौद्योगिकी को गहने, जूते, औद्योगिक डिजाइन, वास्तुकला, इंजीनियरिंग और निर्माण, मोटर वाहन, एयरोस्पेस, दंत चिकित्सा और चिकित्सा उद्योग, शिक्षा, भौगोलिक सूचना प्रणाली, सिविल इंजीनियरिंग, आग्नेयास्त्रों और अन्य क्षेत्रों में लागू किया गया है।

3डी प्रिंटिंग तकनीक कंप्यूटर के 3डी डिजाइन मॉडल पर आधारित है। सॉफ्टवेयर स्तरित असतत और संख्यात्मक नियंत्रण मोल्डिंग सिस्टम के माध्यम से, धातु पाउडर, सिरेमिक पाउडर, प्लास्टिक, सेल ऊतक और अन्य विशेष सामग्रियों को लेजर बीम, गर्म पिघल नोजल और अन्य तरीकों का उपयोग करके परत द्वारा परत और बंधुआ बना दिया जाता है, और अंत में फॉर्म बनाने के लिए ढेर कर दिया जाता है। एक ठोस उत्पाद।

3डी प्रिंटिंग के लिए सामग्री को मुख्य रूप से नौ श्रेणियों में बांटा गया है:

कक्षा I: सहज राल सामग्री, जिसमें मुख्य रूप से ऐक्रेलिक राल, एपॉक्सी राल, पॉलिएस्टर राल और अन्य प्रकाश इलाज राल सामग्री शामिल हैं। ऐसी सामग्री को आमतौर पर तरल अवस्था में पराबैंगनी प्रकाश के विकिरण के तहत पोलीमराइज़ और जमना हो सकता है। इसका उपयोग एयरोस्पेस के लिए ब्लेड, गियर और अन्य संरचनात्मक भागों के निर्माण के लिए किया जा सकता है।

दूसरी श्रेणी: इंजीनियरिंग प्लास्टिक सामग्री, मुख्य रूप से ABS सामग्री, पॉली कार्बोनेट सामग्री और पॉलियामाइड सामग्री सहित। ABS सामग्री में "कठिन, कठोर और कठोर" की विशेषताएं हैं, इसलिए इसका व्यापक रूप से मशीनरी, इलेक्ट्रिकल, कपड़ा, ऑटोमोबाइल, विमान, जहाज और अन्य विनिर्माण उद्योगों और रासायनिक उद्योग में उपयोग किया गया है। पॉली कार्बोनेट सामग्री में अच्छा प्रभाव प्रतिरोध, थर्मल विरूपण प्रतिरोध, अच्छा आग प्रतिरोध और उच्च कठोरता है, इसलिए वे कारों और हल्के ट्रकों के विभिन्न भागों के उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं, मुख्य रूप से प्रकाश व्यवस्था, उपकरण पैनल, हीटिंग पैनल, डीफ़्रॉस्टर और बम्पर पर ध्यान केंद्रित करते हैं। पॉलियामाइड सामग्री, जिसे नायलॉन सामग्री के रूप में भी जाना जाता है, मजबूत, पहनने के लिए प्रतिरोधी, आत्म-चिकनाई है, और इसमें लागू तापमान की एक विस्तृत श्रृंखला है। यह मुख्य रूप से डीजल इंजन ईंधन पंप गियर, पानी पंप, उच्च दबाव सील, तेल पाइप आदि जैसे यांत्रिक, रासायनिक और विद्युत भागों के निर्माण के लिए तांबे और अन्य अलौह धातुओं की जगह लेता है।

तीसरी श्रेणी: धातु सामग्री, मुख्य रूप से टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री, स्टेनलेस स्टील सामग्री, एल्यूमीनियम मिश्र धातु सामग्री, अन्य कीमती धातु सामग्री, आदि। टाइटेनियम मिश्र धातु सामग्री में उच्च शक्ति और गर्मी प्रतिरोध है। अन्य धातुओं की तुलना में, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में अच्छे संक्षारण प्रतिरोध, अच्छे कम तापमान के प्रदर्शन और बड़ी रासायनिक गतिविधि के फायदे भी हैं, इसलिए वे व्यापक रूप से विमान इंजन कंप्रेसर घटकों, रॉकेट, मिसाइल और उच्च गति वाले विमान संरचनात्मक के निर्माण में उपयोग किए जाते हैं। भागों और अन्य क्षेत्रों। स्टेनलेस स्टील सामग्री में आसान वेल्डिंग, संक्षारण प्रतिरोध, मजबूत पॉलिशिंग और गर्मी प्रतिरोध के फायदे हैं, और व्यापक रूप से निर्माण, खाद्य प्रसंस्करण, खानपान, शराब बनाने, रासायनिक उद्योग और चिकित्सा उपकरणों के क्षेत्र में उपयोग किया जाता है। एल्यूमीनियम मिश्र धातु सामग्री में कम घनत्व, कम गलनांक और मजबूत प्लास्टिसिटी की विशेषताएं होती हैं। एल्यूमीनियम मिश्र धातु वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला मिश्र धातु है, जिसका व्यापक रूप से विमानन, एयरोस्पेस, ऑटोमोबाइल, मशीनरी निर्माण, जहाज निर्माण और रासायनिक उद्योग में उपयोग किया जाता है। अन्य कीमती धातु सामग्री, जैसे कि सोने की सामग्री, में अच्छी चालकता, अच्छी तापीय चालकता और उच्च स्थिरता की विशेषताएं होती हैं, और मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक्स, रासायनिक उद्योग, एयरोस्पेस और सामग्री के लिए विशेष आवश्यकताओं वाले अन्य क्षेत्रों में उपयोग की जाती हैं।

चौथी श्रेणी: सिरेमिक सामग्री, जिसमें मुख्य रूप से प्राकृतिक सिलिकेट सामग्री जैसे मिट्टी और काओलिन, और उच्च शुद्धता वाली सिंथेटिक सामग्री जैसे ऑक्साइड सिरेमिक सामग्री, नाइट्राइड सिरेमिक सामग्री, कार्बाइड सिरेमिक सामग्री आदि शामिल हैं। क्योंकि अधिकांश सिरेमिक सामग्री में उच्च गलनांक या यहां तक ​​​​कि होता है। कोई गलनांक नहीं, प्रत्यक्ष बनाने के लिए बाहरी ऊर्जा का उपयोग करना मुश्किल है। अंतिम उत्पाद प्राप्त करने के लिए उनमें से अधिकांश को बनाने (सुखाने, सिंटरिंग, आदि) के बाद पुन: संसाधित करने की आवश्यकता होती है, जो 3 डी प्रिंटिंग उद्योग में सिरेमिक सामग्री के प्रचार को सीमित करता है। हालांकि, सिरेमिक सामग्री के फायदे हैं कि बहुलक और धातु सामग्री में उच्च कठोरता, उच्च तापमान प्रतिरोध और स्थिर भौतिक और रासायनिक गुण नहीं हैं, इसलिए उनके पास एयरोस्पेस, इलेक्ट्रॉनिक्स, ऑटोमोटिव, ऊर्जा, बायोमेडिकल और अन्य में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं। उद्योग।

कक्षा वी: जैविक सामग्री, मुख्य रूप से बायोमेडिकल धातु सामग्री, बायोमेडिकल बहुलक सामग्री, बायोमेडिकल सिरेमिक सामग्री और जैव व्युत्पन्न सामग्री सहित। उनमें से, जैव व्युत्पन्न सामग्री विशेष रूप से उपचारित प्राकृतिक जैविक ऊतकों द्वारा निर्मित बायोमेडिकल सामग्री हैं, जिन्हें जैव पुनर्योजी सामग्री भी कहा जाता है। 3डी प्रिंटिंग में बायोमैटिरियल्स के अनुप्रयोग को दो क्षेत्रों में विभाजित किया जा सकता है। पहला खाद्य प्रसंस्करण, खाद्य पैकेजिंग और अन्य क्षेत्रों में जैव-अवक्रमणीयता, कम गलनांक, जैविक विशेषताओं, पर्यावरण संरक्षण, आदि की विशेषताओं के आधार पर बायोमैटेरियल्स का अनुप्रयोग है; दूसरी श्रेणी का व्यापक रूप से चिकित्सा क्षेत्र में पुनरुत्पादन, हिस्टोकम्पैटिबिलिटी और इंड्यूसबिलिटी, मैकेनिकल अनुपालन और बायोमैटेरियल्स के क्षरण अनुपालन के अनुसार उपयोग किया जाता है। चिकित्सा क्षेत्र में बायोमैटेरियल्स के अनुप्रयोग को तीन स्तरों में विभाजित किया जा सकता है: कृत्रिम अंग निर्माण, कोशिकाओं का त्रि-आयामी अप्रत्यक्ष संयोजन निर्माण और कोशिकाओं का त्रि-आयामी प्रत्यक्ष निर्माण।

कक्षा VI: रबर सामग्री, जिसमें विभिन्न प्रकार की लोचदार सामग्री विशेषताएँ होती हैं, जैसे कि शोर ए कठोरता, टूटने पर बढ़ाव, आंसू प्रतिरोध और तन्य शक्ति, उन्हें एंटी-स्किड या नरम सतहों की आवश्यकता वाले क्षेत्रों में अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयुक्त बनाती है, जैसे कि उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स, चिकित्सा उपकरण और ऑटोमोटिव इंटीरियर।

कक्षा VII: रेत और बजरी सामग्री, मुख्य रूप से क्वार्ट्ज रेत। 3 डी प्रिंटिंग में, इसके पारंपरिक कार्यों और विशेषताओं के अनुसार, रेत और बजरी सामग्री का उपयोग मुख्य रूप से इमारतों में कुछ निर्माण सामग्री या संरचनाओं को बनाने के लिए किया जाता है। कम लागत, उच्च दक्षता और पर्यावरण संरक्षण 3 डी प्रिंटिंग आर्किटेक्चर के क्षेत्र में रेत और बजरी सामग्री के फायदे हैं।

आठवीं श्रेणी: ग्राफीन सामग्री, जो sp² पर आधारित है, संकर जुड़े कार्बन परमाणुओं को एक एकल-परत द्वि-आयामी मधुकोश जाली संरचना के साथ एक नई सामग्री में कसकर पैक किया जाता है। ग्रैफेन सामग्री में उत्कृष्ट ऑप्टिकल, विद्युत और यांत्रिक गुण होते हैं, जिनका उपयोग विभिन्न पारंपरिक सामग्रियों को बदलने के लिए किया जा सकता है, और भविष्य में क्रांतिकारी सामग्री माना जाता है। ग्राफीन तैयारी और ग्राफीन अनुप्रयोग प्रौद्योगिकी के विकास के साथ, ग्राफीन सामग्री का उपयोग अधिक डाउनस्ट्रीम उत्पादों और क्षेत्रों में किया जा सकता है। चाइनीज एकेडमी ऑफ साइंसेज की भविष्यवाणी के अनुसार, 2024 या उसके बाद, ग्राफीन उपकरणों के पूरक धातु ऑक्साइड अर्धचालक उपकरणों को बदलने और नैनो इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, फोटोइलेक्ट्रिक रासायनिक कोशिकाओं और अल्ट्रालाइट विमान सामग्री जैसे अनुसंधान क्षेत्रों में लागू होने की उम्मीद है।

श्रेणी 9: सेल्युलोज सामग्री, ग्लूकोज से बना एक मैक्रोमोलेक्यूलर पॉलीसेकेराइड, पानी और सामान्य कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अघुलनशील है। सेल्युलोज पादप कोशिका भित्ति का मुख्य घटक है। यह प्रकृति में सबसे व्यापक रूप से वितरित और प्रचुर मात्रा में पॉलीसेकेराइड है, जो पौधे के साम्राज्य में कार्बन सामग्री के 50 प्रतिशत से अधिक के लिए जिम्मेदार है। शोधकर्ता सेल्युलोज का उपयोग करके 3डी प्रिंटिंग विधियों को विकसित करने के लिए प्रतिबद्ध हैं, और कुछ सफलताएं हासिल की गई हैं। सेल्युलोज सामग्री में कुछ कमियां भी होती हैं, जैसे उच्च लागत, खराब मापनीयता और प्लास्टिक के साथ संयुक्त होने पर उत्पन्न प्रदूषक।

3डी प्रिंटिंग तकनीक मुख्य रूप से डेस्कटॉप स्तर और औद्योगिक स्तर में विभाजित है। डेस्कटॉप 3डी प्रिंटर 3डी प्रिंटिंग तकनीक का प्राथमिक चरण है, जो सहज रूप से 3डी प्रिंटिंग तकनीक के प्रक्रिया सिद्धांत की व्याख्या कर सकता है। क्योंकि डेस्कटॉप 3डी प्रिंटर अपेक्षाकृत सस्ते, ले जाने में आसान, संचालित करने में आसान आदि हैं, उनके अनुप्रयोग मुख्य रूप से घर, कार्यालय और अन्य स्थानों पर केंद्रित हैं। औद्योगिक 3 डी प्रिंटर मुख्य रूप से रैपिड प्रोटोटाइप मशीनों और प्रत्यक्ष उत्पाद निर्माण मशीनों में विभाजित हैं। औद्योगिक 3डी प्रिंटर मोल्ड्स, धातु के हिस्सों आदि के बड़े पैमाने पर उत्पादन के मामले में उच्च-परिशुद्धता और कम समय के उत्पादन की आवश्यकताओं को बेहतर ढंग से पूरा कर सकता है। कंप्यूटर नियंत्रित लेजर या इलेक्ट्रॉन बीम की मदद से, औद्योगिक 3डी प्रिंटर जटिल और प्रिंट कर सकता है। सटीक संरचनाएं जो पारंपरिक यांत्रिक प्रसंस्करण द्वारा पूरी नहीं की जा सकती हैं, और सामग्री के पूर्ण उपयोग को प्राप्त करने के लिए अनावश्यक निर्माण प्रक्रियाओं को समाप्त करती हैं।

3डी प्रिंटिंग तकनीक के आगमन ने उत्पाद निर्माण की जटिलता को कम किया है, उत्पादन और निर्माण के दायरे का विस्तार किया है, उत्पादन और निर्माण के समय को छोटा किया है, उत्पादन क्षमता में सुधार किया है, कच्चे माल के उपयोग में सुधार किया है और उत्पाद विनिर्देशों की सटीकता में सुधार किया है। इसी समय, 3 डी प्रिंटिंग तकनीक व्यक्तिगत अनुकूलन के लिए ग्राहकों की जरूरतों को पूरा करती है, और अधिक विविध उत्पादों को विकसित कर सकती है।

चीन के 3डी प्रिंटिंग उद्योग में भी कुछ कमियां हैं। तकनीकी स्तर और उपकरण स्तर की सीमाओं के कारण, चीन में 3 डी प्रिंटिंग उद्यम केवल छोटे बैचों में छोटे भागों को संसाधित और निर्माण कर सकते हैं, जो बड़े पैमाने पर और बड़े बैच प्रसंस्करण और विनिर्माण को बदलना मुश्किल है। दूसरी ओर, चीन को त्रस्त करने वाली 3डी प्रिंटिंग सामग्री की कमी की समस्या का समाधान नहीं हुआ है। सामग्रियों का मुख्य स्रोत अभी भी संयुक्त राज्य अमेरिका से आयात पर निर्भर करता है, जिससे चीन के 3डी प्रिंटिंग उद्यमों की छोटी संख्या को उच्च लागत के दबाव का सामना करना पड़ता है, जिससे चीन के 3डी प्रिंटिंग उद्योग के पैमाने और आवेदन का दायरा सीमित हो जाता है।

3डी प्रिंटिंग उद्योग एक बहुत ही आशाजनक उद्योग है। विश्व जनसंख्या की निरंतर वृद्धि के साथ, आवास की मांग में वृद्धि जारी रहेगी, जो अनिवार्य रूप से भविष्य में आवास निर्माण की ऊंचाई में सुधार की ओर ले जाएगी। भवन की ऊँचाई में सुधार से निर्माण प्रौद्योगिकी, श्रम और सामग्री मानकों की आवश्यकताओं में बहुत सुधार होगा; साथ ही, निर्माण का जोखिम तेजी से बढ़ेगा। परिपक्व 3 डी प्रिंटिंग हाउस तकनीक मैन्युअल रूप से ऊंची इमारतों के निर्माण के जोखिम से बच सकती है, ऊंची इमारतों के निर्माण की कठिनाई को कम कर सकती है और ऊंची इमारतों के निर्माण की दक्षता में सुधार कर सकती है। दूसरी ओर, ब्रह्मांड की निरंतर खोज और विज्ञान और प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, भविष्य में आधार स्थापित करना या अन्य ग्रहों पर प्रवास करना संभव है। इंटरस्टेलर अंतरिक्ष में अंतरिक्ष यात्रियों की निर्माण जरूरतों को पूरा करने के लिए परिपक्व 3 डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग भविष्य में "इंटरस्टेलर उपनिवेशीकरण" गतिविधियों में किया जा सकता है, और इंटरस्टेलर संबंधित गतिविधियों को तैयार करने में कठिनाई को भी कम कर सकता है।

3डी प्रिंटिंग तकनीक का अनुप्रयोग निश्चित रूप से उन तक सीमित नहीं है जिन्हें हम अभी जानते हैं। भविष्य में इस उद्योग का छिपा हुआ मूल्य विकसित होना बाकी है।