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एक नई 3 डी प्रिंटिंग तकनीक में प्रकाश की किरणों का उपयोग करके वस्तुओं को शिल्प करने का वादा किया गया है, जो पेशेवरों के सभी प्रकारों का समर्थन करता है - ज़ूलॉजिस्ट से लेकर अंतरिक्ष यान में सवार लोगों तक जिन्हें शून्य गुरुत्वाकर्षण में उपकरण बनाने की आवश्यकता होती है।
पत्रिका में गुरुवार को प्रकाशित एक पेपर में वर्णित तकनीक विज्ञान, ठोस वस्तुओं को बनाने के लिए एक पीले प्रकाश-संवेदनशील तरल पर प्रकाश किरणों को शामिल करना। यहां बताया गया है कि यह नई तकनीक कैसे काम करती है: वैज्ञानिक उस वस्तु का एक 3D मॉडल बनाते हैं जो वे चाहते हैं, एक फिल्म बनाएं, और एक घूर्णन सिलेंडर में जानकारी को बीम करने के लिए एक प्रोजेक्टर का उपयोग करें। तरल की प्रकृति का अर्थ है कि उपयोगकर्ता राल में अन्य वस्तुओं को संलग्न कर सकते हैं; धातु के टुकड़े के चारों ओर पेचकस हैंडल बनाना एक ऐसा ही उदाहरण है।
कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय में मैकेनिकल इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर और एक पेपर के वरिष्ठ लेखक हेडन टेलर बताते हैं श्लोक में यह नई 3 डी प्रिंटिंग तकनीक मौजूदा हार्डवेयर का उपयोग करती है लेकिन इसके सॉफ्टवेयर का अधिक परिष्कृत उपयोग करती है।
"नई प्रक्रिया के लिए आवश्यक उपकरण स्वाभाविक रूप से सरल है: इसके लिए एक वीडियो प्रोजेक्टर की आवश्यकता होती है - जो एक मानक ऑफ-शेल्फ शेल्फ हो सकता है - और प्रकाश-संवेदनशील सामग्री की एक स्थिर घूर्णन मात्रा," टेलर कहते हैं। मुश्किल हिस्सा, वह बताते हैं, एक वीडियो में 3 डी मॉडल का अनुवाद करने के लिए उपयोग की जाने वाली गणना है - लेकिन यहां तक कि "यदि आवश्यक हो तो एक व्यक्तिगत कंप्यूटर के साथ किया जा सकता है।"
प्रिंटर को कंप्यूटेड टोमोग्राफी स्कैन को देखकर बनाया गया था, जिसका इस्तेमाल डॉक्टर शरीर में इलेक्ट्रोमैग्नेटिक तरंगें भेजकर ट्यूमर खोजने के लिए करते हैं। टीम को यह गणना करने की आवश्यकता थी कि कितना प्रकाश भेजना है और जब सिलेंडर पूर्ण राल घुमाया जाए। जैसे ही प्रकाश राल से टकराता है, प्रकाश संश्लेषक अणु एक ठोस संरचना बनाने के लिए घुलित ऑक्सीजन को नष्ट कर देते हैं। बचे हुए सामग्री अन्य परियोजनाओं के लिए पुन: प्रयोज्य है, और विधि व्यावहारिक रूप से कोई अपशिष्ट नहीं बनाती है।
यह ऐसे समय में आता है जब 2013 में क्षेत्र के चारों ओर बड़े पैमाने पर प्रचार के बाद 3 डी प्रिंटिंग एक पुनर्जागरण का अनुभव कर रहा है। पिछले दो महीनों में, कोलंबिया विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने 3 डी प्रिंट की लकड़ी का एक तरीका खोजा है, एक अन्य टीम ने बताया कि उपयोगकर्ता कैसे कर सकते हैं पूरी शादी का दृश्य बनाएं, और मिशिगन विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने एक ऐसा तरीका बनाया है जो वस्तुओं को पहले की तुलना में 100 गुना तेजी से प्रिंट कर सकता है।
विशिष्ट 3 डी प्रिंटर अपने पेपर-आधारित समकक्षों की तरह काम करते हैं, धीरे-धीरे ऑब्जेक्ट बनाने के लिए एबीएस प्लास्टिक या पॉलीलैक्टिक एसिड को स्तरित करते हैं। फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग के नाम से जानी जाने वाली यह तकनीक वस्तुओं को उच्च गति लेकिन कम सटीकता के साथ उत्पन्न करती है।
"हम परत-दर-परत नहीं छापते हैं, जैसा कि पारंपरिक है," टेलर कहते हैं। "कुछ अन्य प्रक्रियाओं में, आंतरिक जोखिमों या दोषों और परिणाम को कम-से-चिकनी सतह पर पेश करने वाले परतों के जोखिम का उपयोग, दोनों ताकत को कम कर सकते हैं या ताकत को अत्यधिक दिशात्मक बना सकते हैं।"
मिशिगन विश्वविद्यालय में टीम द्वारा उपयोग की जाने वाली स्टीरोलिथोग्राफी के रूप में जानी जाने वाली एक वैकल्पिक तकनीक, राल में एक वस्तु बनाने के लिए एक पराबैंगनी लेजर का उपयोग करती है। यह टेलर की टीम द्वारा प्रयोग की गई तकनीक के समान है - डब गणना की गई अक्षीय लिथोग्राफी - लेकिन 3 डी प्रिंटिंग के इस नए युग में तकनीकों के बीच कुछ दिलचस्प अंतर हैं।
"हम एक सीधी रेखा में घटक को आकर्षित नहीं करते हैं, बल्कि प्रकाश स्रोत के सापेक्ष मुद्रण की मात्रा को घुमाते हैं," टेलर कहते हैं। "इसका मतलब है कि हम वास्तव में क्रमिक रूप से एक साथ एक 3 डी वस्तु के सभी बिंदुओं को बना सकते हैं।
“इसके अलावा, हमारी प्रक्रिया में, मुद्रण के दौरान आसपास की सामग्री के सापेक्ष मुद्रित वस्तु की कोई गति नहीं है। यह हमारे दृष्टिकोण का एक अभूतपूर्व पहलू है जो हमें असाधारण उच्च चिपचिपापन सामग्री में मुद्रित करने की अनुमति देता है और मुद्रण-गति की सीमाओं को समाप्त करता है जो द्रव प्रवाह द्वारा अन्य प्रक्रियाओं पर लगाया जा सकता है। ”
कैसे इस नई तकनीक का इस्तेमाल हो सकता है Aboard Spaceship
अंतरिक्ष में अंतरिक्ष यात्रियों के लिए भी तकनीक फायदेमंद साबित हो सकती है। टेलर का कहना है कि यह "निश्चित रूप से बोधगम्य है कि गणना की गई अक्षीय लिथोग्राफी द्वारा बनाए गए भागों का उपयोग अंतरिक्ष में किया जा सकता है," यह कहते हुए कि "मैं अनुमान लगाता हूं कि भारहीनता प्रक्रिया के लिए वास्तव में एक अतिरिक्त लाभ हो सकता है।"
पृथ्वी पर CAL का उपयोग करने के साथ मुख्य मुद्दा यह है कि ऑब्जेक्ट राल में डूब सकता है क्योंकि यह प्रदान किया जा रहा है। टीम ने राल को डिज़ाइन किया है ताकि मुद्रण प्रक्रिया के दौरान ऑब्जेक्ट किसी औसत दर्जे की दूरी से न डूबे, लेकिन कम गुरुत्वाकर्षण में काम करने से वह परिवर्तन और भी छोटा हो सकता है।
यदि एलोन मस्क और जैसे कि मंगल ग्रह पर मनुष्यों को भेजने और कॉलोनी शुरू करने के अपने सपने को प्राप्त करते हैं, तो शायद वे अपने खोजकर्ताओं को प्रोजेक्टर और राल के विशालकाय वात के साथ अपने स्वयं के उपकरण तैयार करने के लिए तैयार करते हैं। कम से कम उनके पास फिल्मों को देखने के लिए उपयोग करने के लिए कुछ है।
नीचे दिए गए टोमोग्राफिक पुनर्निर्माण के माध्यम से "वॉल्यूमेट्रिक एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग" शीर्षक वाले पेपर का सार पढ़ें:
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग भारी ज्यामितीय स्वतंत्रता और जटिल कार्यों के लिए सामग्रियों को संयोजित करने की क्षमता का वादा करता है। योजक प्रक्रियाओं की गति, ज्यामिति और सतह की गुणवत्ता की सीमाएं सामग्री के स्तर पर निर्भरता से जुड़ी हैं। हमने एक गतिशील रूप से विकसित प्रकाश पैटर्न के साथ फोटोसेंसेटिव सामग्री के घूर्णन मात्रा को रोशन करके तीन-आयामी वस्तु के भीतर सभी बिंदुओं के समवर्ती मुद्रण का प्रदर्शन किया। हम इंजीनियरिंग acrylate पॉलिमर में 0.3 मिमी के रूप में छोटी सुविधाओं को प्रिंट करते हैं, साथ ही एक जिलेटिन मेथैक्रिलेट हाइड्रोजेल में असाधारण चिकनी सतहों के साथ नरम संरचनाओं को मुद्रित करते हैं। हमारी प्रक्रिया हमें ऐसे घटकों के निर्माण में सक्षम बनाती है जो अन्य पूर्व-विद्यमान ठोस वस्तुओं का निर्माण करते हैं, जो बहु-भौतिक निर्माण की अनुमति देते हैं। हमने गति और स्थानिक संकल्प क्षमताओं का वर्णन करने के लिए मॉडल विकसित किए। हमने विभिन्न सेंटीमीटर पैमाने की वस्तुओं के लिए 30-120 एस के मुद्रण समय का भी प्रदर्शन किया।
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