મેટલ 3D પ્રિન્ટીંગ

તાજેતરમાં, અમે ધાતુનું પ્રદર્શન કર્યું3D પ્રિન્ટીંગ, અને અમે તે ખૂબ જ સફળતાપૂર્વક પૂર્ણ કર્યું, તો ધાતુ શું છે3D પ્રિન્ટીંગ?તેના ફાયદા અને ગેરફાયદા શું છે?

મેટલ 3D પ્રિન્ટીંગ એ એક એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ ટેકનોલોજી છે જે મેટલ મટિરિયલ્સને સ્તર-દર-સ્તર ઉમેરીને ત્રિ-પરિમાણીય વસ્તુઓ બનાવે છે. મેટલ 3D પ્રિન્ટીંગનો વિગતવાર પરિચય અહીં છે:

ટેકનિકલ સિદ્ધાંત
પસંદગીયુક્ત લેસર સિન્ટરિંગ (SLS): ધાતુના પાવડરને પસંદગીયુક્ત રીતે ઓગાળવા અને સિન્ટર કરવા માટે ઉચ્ચ ઉર્જાવાળા લેસર બીમનો ઉપયોગ, પાવડર સામગ્રીને તેના ગલનબિંદુથી સહેજ નીચે તાપમાને ગરમ કરે છે, જેથી પાવડર કણો વચ્ચે ધાતુશાસ્ત્રના બંધનો બને છે, જેનાથી પદાર્થનું સ્તર સ્તર દ્વારા બને છે. પ્રિન્ટિંગ પ્રક્રિયામાં, પ્રિન્ટિંગ પ્લેટફોર્મ પર સૌપ્રથમ ધાતુના પાવડરનો એક સમાન સ્તર નાખવામાં આવે છે, અને પછી લેસર બીમ પદાર્થના ક્રોસ-સેક્શન આકાર અનુસાર પાવડરને સ્કેન કરે છે, જેથી સ્કેન કરેલ પાવડર ઓગળે અને એકસાથે મજબૂત બને, પ્રિન્ટિંગના સ્તર પૂર્ણ થયા પછી, પ્લેટફોર્મ ચોક્કસ અંતર નીચે જાય છે, અને પછી પાવડરનો એક નવો સ્તર ફેલાવે છે, ઉપરોક્ત પ્રક્રિયાને પુનરાવર્તિત કરો જ્યાં સુધી સમગ્ર પદાર્થ છાપવામાં ન આવે.
પસંદગીયુક્ત લેસર મેલ્ટિંગ (SLM): SLS ની જેમ, પરંતુ ઉચ્ચ લેસર ઉર્જા સાથે, ધાતુના પાવડરને સંપૂર્ણપણે ઓગાળીને વધુ ગાઢ માળખું બનાવી શકાય છે, ઉચ્ચ ઘનતા અને વધુ સારા યાંત્રિક ગુણધર્મો મેળવી શકાય છે, અને છાપેલા ધાતુના ભાગોની મજબૂતાઈ અને ચોકસાઈ વધુ હોય છે, પરંપરાગત ઉત્પાદન પ્રક્રિયા દ્વારા ઉત્પાદિત ભાગોની નજીક અથવા તેનાથી પણ વધુ હોય છે. તે એરોસ્પેસ, તબીબી સાધનો અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ભાગોના ઉત્પાદન માટે યોગ્ય છે જેને ઉચ્ચ ચોકસાઇ અને કામગીરીની જરૂર હોય છે.
ઇલેક્ટ્રોન બીમ મેલ્ટિંગ (EBM) : ધાતુના પાવડરને ઓગાળવા માટે ઊર્જા સ્ત્રોત તરીકે ઇલેક્ટ્રોન બીમનો ઉપયોગ. ઇલેક્ટ્રોન બીમમાં ઉચ્ચ ઊર્જા ઘનતા અને ઉચ્ચ સ્કેનીંગ ગતિની લાક્ષણિકતાઓ છે, જે ધાતુના પાવડરને ઝડપથી ઓગાળી શકે છે અને છાપકામ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે. વેક્યુમ વાતાવરણમાં છાપકામ છાપકામ પ્રક્રિયા દરમિયાન ધાતુની સામગ્રીની ઓક્સિજન સાથેની પ્રતિક્રિયા ટાળી શકે છે, જે ટાઇટેનિયમ એલોય, નિકલ-આધારિત એલોય અને ઓક્સિજન સામગ્રી પ્રત્યે સંવેદનશીલ અન્ય ધાતુ સામગ્રી છાપવા માટે યોગ્ય છે, જેનો ઉપયોગ ઘણીવાર એરોસ્પેસ, તબીબી સાધનો અને અન્ય ઉચ્ચ-સ્તરીય ક્ષેત્રોમાં થાય છે.
મેટલ મટિરિયલ એક્સટ્રુઝન (ME) : મટિરિયલ એક્સટ્રુઝન આધારિત ઉત્પાદન પદ્ધતિ, એક્સટ્રુઝન હેડ દ્વારા રેશમ અથવા પેસ્ટના સ્વરૂપમાં ધાતુની સામગ્રીને બહાર કાઢવા માટે, અને તે જ સમયે ગરમી અને ઉપચાર માટે, જેથી સ્તર-દર-સ્તર સંચય મોલ્ડિંગ પ્રાપ્ત કરી શકાય. લેસર મેલ્ટિંગ ટેકનોલોજીની તુલનામાં, રોકાણ ખર્ચ ઓછો, વધુ લવચીક અને અનુકૂળ છે, ખાસ કરીને ઓફિસ વાતાવરણ અને ઔદ્યોગિક વાતાવરણમાં પ્રારંભિક વિકાસ માટે યોગ્ય.
સામાન્ય સામગ્રી
ટાઇટેનિયમ એલોય: ઉચ્ચ શક્તિ, ઓછી ઘનતા, સારી કાટ પ્રતિકાર અને બાયોસુસંગતતાના ફાયદા ધરાવે છે, જેનો વ્યાપકપણે એરોસ્પેસ, તબીબી સાધનો, ઓટોમોટિવ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે, જેમ કે એરક્રાફ્ટ એન્જિન બ્લેડ, કૃત્રિમ સાંધા અને અન્ય ભાગોનું ઉત્પાદન.
સ્ટેનલેસ સ્ટીલ: સારી કાટ પ્રતિકાર, યાંત્રિક ગુણધર્મો અને પ્રક્રિયા ગુણધર્મો ધરાવે છે, પ્રમાણમાં ઓછી કિંમત ધરાવે છે, મેટલ 3D પ્રિન્ટીંગમાં સામાન્ય રીતે વપરાતી સામગ્રીમાંની એક છે, તેનો ઉપયોગ વિવિધ યાંત્રિક ભાગો, સાધનો, તબીબી ઉપકરણો વગેરેના ઉત્પાદન માટે થઈ શકે છે.
એલ્યુમિનિયમ એલોય: ઓછી ઘનતા, ઉચ્ચ શક્તિ, સારી થર્મલ વાહકતા, ઉચ્ચ વજનની જરૂરિયાતોવાળા ભાગોના ઉત્પાદન માટે યોગ્ય, જેમ કે ઓટોમોબાઈલ એન્જિન સિલિન્ડર બ્લોક, એરોસ્પેસ માળખાકીય ભાગો, વગેરે.
નિકલ-આધારિત એલોય: ઉત્તમ ઉચ્ચ તાપમાન શક્તિ, કાટ પ્રતિકાર અને ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર સાથે, તેનો ઉપયોગ ઘણીવાર વિમાન એન્જિન અને ગેસ ટર્બાઇન જેવા ઉચ્ચ તાપમાન ઘટકોના ઉત્પાદનમાં થાય છે.
ફાયદો
ડિઝાઇન સ્વતંત્રતાની ઉચ્ચ ડિગ્રી: જટિલ આકારો અને માળખાં, જેમ કે જાળી માળખાં, ટોપોલોજીકલ ઑપ્ટિમાઇઝ્ડ માળખાં, વગેરેનું ઉત્પાદન પ્રાપ્ત કરવાની ક્ષમતા, જે પરંપરાગત ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓમાં પ્રાપ્ત કરવી મુશ્કેલ અથવા અશક્ય છે, ઉત્પાદન ડિઝાઇન માટે વધુ નવીનતા અવકાશ પૂરો પાડે છે, અને હળવા, ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ભાગોનું ઉત્પાદન કરી શકે છે.
ભાગોની સંખ્યા ઘટાડો: બહુવિધ ભાગોને એક સંપૂર્ણમાં એકીકૃત કરી શકાય છે, ભાગો વચ્ચે જોડાણ અને એસેમ્બલી પ્રક્રિયા ઘટાડે છે, ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરે છે, ખર્ચ ઘટાડે છે, પરંતુ ઉત્પાદનની વિશ્વસનીયતા અને સ્થિરતામાં પણ સુધારો કરે છે.
ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ: તે ટૂંકા સમયમાં ઉત્પાદનનો પ્રોટોટાઇપ બનાવી શકે છે, ઉત્પાદન વિકાસ ચક્રને ઝડપી બનાવી શકે છે, સંશોધન અને વિકાસ ખર્ચ ઘટાડી શકે છે અને સાહસોને ઉત્પાદનોને ઝડપથી બજારમાં લાવવામાં મદદ કરી શકે છે.
કસ્ટમાઇઝ્ડ ઉત્પાદન: ગ્રાહકોની વ્યક્તિગત જરૂરિયાતો અનુસાર, વિવિધ ગ્રાહકોની ખાસ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે અનન્ય ઉત્પાદનોનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે, જે મેડિકલ ઇમ્પ્લાન્ટ, ઘરેણાં અને અન્ય કસ્ટમાઇઝ્ડ ક્ષેત્રો માટે યોગ્ય છે.
મર્યાદા
નબળી સપાટી ગુણવત્તા: છાપેલા ધાતુના ભાગોની સપાટીની ખરબચડીતા પ્રમાણમાં ઊંચી હોય છે, અને સપાટીની પૂર્ણાહુતિ સુધારવા માટે, ઉત્પાદન ખર્ચ અને સમય વધારવા માટે, ગ્રાઇન્ડીંગ, પોલિશિંગ, સેન્ડબ્લાસ્ટિંગ વગેરે જેવી પોસ્ટ-ટ્રીટમેન્ટ જરૂરી છે.
આંતરિક ખામીઓ: છાપકામ પ્રક્રિયા દરમિયાન છિદ્રો, અસંયોજિત કણો અને અપૂર્ણ ફ્યુઝન જેવી આંતરિક ખામીઓ હોઈ શકે છે, જે ભાગોના યાંત્રિક ગુણધર્મોને અસર કરે છે, ખાસ કરીને ઉચ્ચ ભાર અને ચક્રીય ભારના ઉપયોગ દરમિયાન, છાપકામ પ્રક્રિયાના પરિમાણોને ઑપ્ટિમાઇઝ કરીને અને યોગ્ય પોસ્ટ-પ્રોસેસિંગ પદ્ધતિઓ અપનાવીને આંતરિક ખામીઓની ઘટના ઘટાડવા જરૂરી છે.
સામગ્રી મર્યાદાઓ: ઉપલબ્ધ મેટલ 3D પ્રિન્ટીંગ સામગ્રીના પ્રકારો વધી રહ્યા હોવા છતાં, પરંપરાગત ઉત્પાદન પદ્ધતિઓની તુલનામાં હજુ પણ કેટલીક સામગ્રી મર્યાદાઓ છે, અને કેટલીક ઉચ્ચ-પ્રદર્શન ધાતુ સામગ્રી છાપવી વધુ મુશ્કેલ છે અને કિંમત વધારે છે.
ખર્ચના મુદ્દાઓ: મેટલ 3D પ્રિન્ટીંગ સાધનો અને સામગ્રીની કિંમત પ્રમાણમાં ઊંચી છે અને પ્રિન્ટીંગની ગતિ ધીમી છે, જે મોટા પાયે ઉત્પાદન માટે પરંપરાગત ઉત્પાદન પ્રક્રિયાઓ જેટલી ખર્ચ-અસરકારક નથી, અને હાલમાં તે મુખ્યત્વે નાના બેચ, કસ્ટમાઇઝ્ડ ઉત્પાદન અને ઉચ્ચ ઉત્પાદન પ્રદર્શન અને ગુણવત્તા જરૂરિયાતો ધરાવતા ક્ષેત્રો માટે યોગ્ય છે.
ટેકનિકલ જટિલતા: મેટલ 3D પ્રિન્ટીંગમાં જટિલ પ્રક્રિયા પરિમાણો અને પ્રક્રિયા નિયંત્રણનો સમાવેશ થાય છે, જેને વ્યાવસાયિક ઓપરેટરો અને ટેકનિકલ સપોર્ટની જરૂર પડે છે, અને ઓપરેટરોના ઉચ્ચ ટેકનિકલ સ્તર અને અનુભવની જરૂર પડે છે.
એપ્લિકેશન ક્ષેત્ર
એરોસ્પેસ: એરો-એન્જિન બ્લેડ, ટર્બાઇન ડિસ્ક, વિંગ સ્ટ્રક્ચર્સ, સેટેલાઇટ ભાગો વગેરેના ઉત્પાદન માટે વપરાય છે, જે ભાગોનું વજન ઘટાડી શકે છે, બળતણ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે, ઉત્પાદન ખર્ચ ઘટાડી શકે છે અને ભાગોનું ઉચ્ચ પ્રદર્શન અને વિશ્વસનીયતા સુનિશ્ચિત કરી શકે છે.
ઓટોમોબાઈલ: ઓટોમોબાઈલની હળવા ડિઝાઇન પ્રાપ્ત કરવા, ઈંધણની બચત અને કામગીરી સુધારવા માટે ઓટોમોબાઈલ એન્જિન સિલિન્ડર બ્લોક, ટ્રાન્સમિશન શેલ, હળવા વજનના માળખાકીય ભાગો વગેરેનું ઉત્પાદન કરો.
તબીબી: દર્દીઓના વ્યક્તિગત તફાવતો અનુસાર, તબીબી ઉપકરણો, કૃત્રિમ સાંધા, ડેન્ટલ ઓર્થોટિક્સ, ઇમ્પ્લાન્ટેબલ તબીબી ઉપકરણો વગેરેનું ઉત્પાદન, તબીબી ઉપકરણોની યોગ્યતા અને સારવારની અસરોમાં સુધારો કરે છે.
મોલ્ડ મેન્યુફેક્ચરિંગ: ઇન્જેક્શન મોલ્ડ, ડાઇ કાસ્ટિંગ મોલ્ડ વગેરેનું ઉત્પાદન કરવાથી મોલ્ડ મેન્યુફેક્ચરિંગ ચક્ર ટૂંકું થાય છે, ખર્ચ ઓછો થાય છે, મોલ્ડની ચોકસાઈ અને જટિલતામાં સુધારો થાય છે.
ઇલેક્ટ્રોનિક્સ: જટિલ માળખાના સંકલિત ઉત્પાદનને પ્રાપ્ત કરવા, ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના પ્રદર્શન અને ગરમીના વિસર્જનની અસરમાં સુધારો કરવા માટે રેડિએટર્સ, શેલ્સ, ઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોના સર્કિટ બોર્ડ વગેરેનું ઉત્પાદન કરો.
ઘરેણાં: ડિઝાઇનરની સર્જનાત્મકતા અને ગ્રાહકની જરૂરિયાતો અનુસાર, ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા અને ઉત્પાદન વ્યક્તિગતકરણમાં સુધારો કરવા માટે વિવિધ પ્રકારના અનન્ય ઘરેણાંનું ઉત્પાદન કરી શકાય છે.