3डी प्रिंटर पाउडर धातु। सिद्धांत, क्षमताएं, उपभोग्य वस्तुएं, कीमतें

आशाजनक क्षेत्रों में से एक जिस पर अब बहुत से लोग ध्यान दे रहे हैं वह है 3डी मेटल प्रिंटिंग, जिसकी कीमत सस्ती है। इस पद्धति की लोकप्रियता का कारण काफी सरल है। तथ्य यह है कि वर्तमान में यह सबसे आशाजनक उद्योगों में से एक है, जो जल्द ही प्रोटोटाइप विकल्पों को बदलने में सक्षम होगा। एक बड़ा प्लस वह सामग्री है जिसका उपयोग मॉडल बनाने के लिए किया जाता है। यह संभव है कि ऐसे प्रिंटर जल्द ही अड्डों और निर्माण स्थलों पर पाए जाएंगे, लेकिन अभी के लिए यह उनके प्रकार और संचालन सिद्धांतों को समझने लायक है।

एक 3डी प्रिंटर, जो प्रौद्योगिकी के अनुसार धातु मुद्रण का उत्पादन करता है, लगभग किसी भी आकृति का उत्पादन कर सकता है जिसके लिए एक त्रि-आयामी मॉडल होता है।

कार्य स्वयं कैसे होता है?

आजकल, 3डी प्रिंटिंग अक्सर स्टील से की जाती है, यह इस तथ्य के कारण होता है कि लेजर और इंकजेट प्रिंटर दोनों का उपयोग किया जाता है। दोनों ही मामलों में, द्रव्यमान को परत दर परत लगाया जाता है, जिससे वांछित वस्तु बन जाएगी। इसके बाद, निर्माण के लिए एक विशेष मंच पर एक काफी ठोस मॉडल "विकसित" होगा। वर्तमान में, चयनात्मक लेजर सिंटरिंग, इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने और इंकजेट फ़्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग को प्रतिष्ठित किया गया है। इनमें से प्रत्येक विकल्प अलग-अलग होगा और कुछ उद्योगों में इनका सबसे अच्छा उपयोग किया जाएगा।

बेशक, प्लास्टिक के बजाय धातु से बने मॉडल अधिक मजबूत होंगे और उनमें अधिक संख्या में डिज़ाइन समाधान होंगे। इसके अलावा, भविष्य में, निर्मित भागों को बिना किसी समस्या के अभ्यास में उपयोग किया जा सकता है और परीक्षण संस्करण के रूप में उत्पादन में लगाया जा सकता है। हम कह सकते हैं कि टाइटेनियम या स्टील के साथ 3डी प्रिंटिंग उत्पादन में कई प्रक्रियाओं को तेज कर सकती है और बड़ी संख्या में गलतियों से बचने में मदद कर सकती है।

उत्पाद की कीमत किस पर आधारित होगी?

अक्सर, एक मॉडल की लागत 3 संकेतकों पर आधारित होगी:

1. विकल्प. इसमें आकार और आयतन शामिल है.
2. ऑर्डर किए गए उत्पाद के निष्पादन की गति।
3. भागों को बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली धातु का प्रकार, साथ ही निर्माण के बाद उपचार की संख्या।

सामग्री की कीमत भिन्न हो सकती है. इसे सीधे कंपनी से जांचना सबसे अच्छा है, लेकिन आमतौर पर एक घन सेंटीमीटर स्टेनलेस स्टील की कीमत लगभग 550 रूबल होती है। मानक समयएक मॉडल बनाने में 15 दिन से लेकर 1 महीने तक का समय लग सकता है।

ग्राहक के अनुरोध पर, टाइटेनियम, स्टेनलेस या कार्बन स्टील का उपयोग किया जा सकता है। व्यक्तिगत मिश्र धातुओं का भी उपयोग किया जाता है, जिनकी संरचना विशेषज्ञों को बताई जाती है। धातु के हिस्सों की 3डी प्रिंटिंग विदेशों में भी की जाती है।

इन फिलामेंट्स में धातु पाउडर का एक महत्वपूर्ण प्रतिशत होता है, लेकिन किसी भी 3 डी प्रिंटर के साथ कम तापमान पर मुद्रण के लिए पर्याप्त प्लास्टिक भी होता है। साथ ही, उनमें किसी धातु की वस्तु के करीब देखने, महसूस करने और वजन करने के लिए पर्याप्त धातु होती है।

लौह युक्त फिलामेंट से बने उत्पाद कुछ शर्तों के तहत जंग भी लग जाते हैं, जिससे विश्वसनीयता बढ़ जाती है, लेकिन उनमें जंग नहीं लग सकती और परिणामस्वरूप वे खराब हो जाते हैं - और यह वास्तविक धातु की वस्तुओं की तुलना में उनका लाभ है।

ऐसी सामग्रियों के लाभ:

• अद्वितीय उपस्थितिप्रिंटआउट्स
• पोशाक आभूषण, मूर्तियों, घरेलू वस्तुओं और सजावट के लिए आदर्श
• अधिक शक्ति
• ठंडा करने के दौरान बहुत कम सिकुड़न
• एक गर्म टेबल वैकल्पिक है

• उत्पादों का कम लचीलापन, प्रिंट के डिज़ाइन पर निर्भर करता है
• भोजन के संपर्क में सुरक्षित नहीं माना जाता
• आवश्यक है फ़ाइन ट्यूनिंगनोजल तापमान और फिलामेंट फ़ीड गति
• उत्पादों की पोस्ट-प्रोसेसिंग की आवश्यकता होती है - पीसना, पॉलिश करना
• एक्सट्रूडर नोजल का तेजी से घिसाव - धातु वाला फिलामेंट पारंपरिक सामग्रियों की तुलना में बहुत अधिक अपघर्षक होता है

उद्योग में धातु 3डी प्रिंटिंग

अच्छी खबर यह है कि उनकी सीमा काफी विस्तृत है और इसका विस्तार जारी है - आप ऐसा उपकरण चुन सकते हैं जो किसी भी तकनीकी आवश्यकता को पूरा करता हो। आप इसे लेख में बाद में सत्यापित कर सकते हैं।

एकमात्र बुरी खबर कीमतें हैं। पेशेवर मेटल प्रिंटिंग प्रिंटर की लागत लगभग $200,000 से शुरू होती है और अनिश्चित काल तक बढ़ती रहती है। इसके अलावा, भले ही आप उनमें से सबसे सस्ता चुनते हैं और खरीदते हैं, एक अलग झटका उपभोग्य सामग्रियों की खरीद, घटकों के प्रतिस्थापन के साथ निर्धारित रखरखाव और मरम्मत होगी। आइए कर्मियों और उत्पादों के प्रसंस्करण के बाद की लागत के बारे में न भूलें। और मुद्रण की तैयारी के चरण में, आपको विशेष सॉफ़्टवेयर और ऐसे लोगों की आवश्यकता होगी जो इसका उपयोग करना जानते हों।

अगर आप इन सभी खर्चों और कठिनाइयों के लिए तैयार हैं, तो आगे पढ़ें, हम कुछ बेहद दिलचस्प नमूने पेश करेंगे।

धातु 3डी प्रिंटिंग - अनुप्रयोग

सबसे आम उदाहरण चिकित्सा प्रत्यारोपण और दंत मुकुट, पुल और डेन्चर हैं, जिन्हें पहले से ही रोगियों के लिए सबसे इष्टतम विकल्प माना जाता है। कारण: उन्हें तेजी से और सस्ते में 3डी प्रिंट किया जा सकता है और प्रत्येक मरीज की व्यक्तिगत जरूरतों के अनुरूप बनाया जा सकता है।

दूसरा, समान रूप से सामान्य उदाहरण: आभूषण बनाना। अधिकांश प्रमुख निर्माता धीरे-धीरे 3डी प्रिंटिंग मोल्ड्स और वैक्स से सीधे 3डी मेटल प्रिंटिंग की ओर बढ़ रहे हैं, और टाइटेनियम प्रिंटिंग ज्वैलर्स को पहले से असंभव डिज़ाइन बनाने की अनुमति देती है।

3डी मेटल प्रिंटर का उपयोग करने वाला अगला उद्योग ऑटोमोटिव उद्योग है। बीएमडब्ल्यू, ऑडी, एफसीए पहले से ही बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रौद्योगिकी का उपयोग करने पर गंभीरता से विचार कर रहे हैं, न कि केवल प्रोटोटाइप में, जहां वे कई वर्षों से 3डी प्रिंटिंग का उपयोग कर रहे हैं।

ऐसा प्रतीत होता है - पहिये का पुन: आविष्कार क्यों करें? लेकिन यहां भी 3डी मेटल प्रिंटिंग का उपयोग हो गया है। साइकिल घटकों और फ़्रेमों के निर्माता कई वर्षों से 3डी प्रिंटिंग का उपयोग कर रहे हैं। यह न केवल दुनिया में, बल्कि रूस में भी व्यापक हो गया है। लक्जरी बाइक निर्माता ट्राइटन 3डी प्रिंटेड टाइटेनियम फ्रेम तत्व के साथ एक प्रोजेक्ट पूरा कर रहा है, जो ताकत का त्याग किए बिना वजन कम करेगा।

मेटल 3डी प्रिंटिंग - प्रौद्योगिकियां

में हाल ही मेंऐसे उदाहरण सामने आए हैं कि 3डी धातु मुद्रित हिस्से पारंपरिक रूप से उत्पादित धातु घटकों जितने मजबूत हो सकते हैं, और कुछ मामलों में उनसे भी अधिक मजबूत हो सकते हैं। डीएमएलएस का उपयोग करके बनाए गए उत्पादों में उनके ठोस कास्ट समकक्षों के समान यांत्रिक गुण होते हैं।

आइए उपलब्ध धातु 3डी प्रिंटिंग प्रौद्योगिकियों पर नजर डालें:

प्रक्रिया #1: पाउडर का परत-दर-परत संलयन

दुनिया में मेटल 3डी प्रिंटर के आठ प्रमुख निर्माता हैं, जिनमें से अधिकांश जर्मनी में स्थित हैं। उनकी प्रौद्योगिकियां संक्षिप्त नाम एसएलएम (चयनात्मक लेजर पिघलने) या डीएमएलएस (प्रत्यक्ष धातु लेजर सिंटरिंग) द्वारा जाती हैं।

प्रक्रिया #2: बाइंडर जेटिंग

एक और समान लेकिन अलग तकनीक, जो एफडीएम प्रिंटिंग पर आधारित है, धातु पाउडर को धातु पेस्ट में मिलाना है। वायवीय एक्सट्रूज़न का उपयोग करते हुए, 3डी प्रिंटर इसे बाहर निकालता है, ठीक उसी तरह जैसे एक निर्माण 3डी प्रिंटर सीमेंट के साथ 3डी ऑब्जेक्ट बनाने के लिए करता है। एक बार वांछित आकार मुद्रित हो जाने के बाद, वस्तुओं को ओवन में भी डाला जाता है। इस तकनीक का उपयोग मिनी मेटल मेकर द्वारा किया जाता है, जो शायद मेटल प्रिंटिंग ($1600) के लिए एकमात्र कमोबेश किफायती 3डी प्रिंटर है। एक छोटे भट्टे की लागत जोड़ें.

प्रक्रिया #3: फ़्यूज़िंग

उनमें से एक को DED (डायरेक्टेड एनर्जी डिपोजिशन), या लेजर डिपोजिशन कहा जाता है। यह धातु पाउडर को फ्यूज करने के लिए एक लेजर बीम का उपयोग करता है, जिसे एक एक्सट्रूडर से धीरे-धीरे छोड़ा और जमा किया जाता है, जो एक औद्योगिक रोबोटिक बांह का उपयोग करके किसी वस्तु की परतें बनाता है।

यह आमतौर पर एक बंद कक्ष के अंदर किया जाता है, हालांकि, एमएक्स3डी के उदाहरण का उपयोग करके, हम वास्तविक पूर्ण आकार के पुल के निर्माण में समान तकनीक को लागू करने की संभावना देखते हैं, जिसे 2017 में एम्स्टर्डम में मुद्रित किया जाना चाहिए।

कुछ और नई, बमुश्किल उभरती प्रौद्योगिकियाँ, जिनका उपयोग अब तक केवल उनके रचनाकारों द्वारा किया गया है, नीचे प्रस्तुत की गई हैं - प्रिंटर पर अनुभाग में।

धातुओं का प्रयोग किया गया

टीआई - टाइटेनियम

एसएस - स्टेनलेस स्टील

इनकोनेल - इनकोनेल

अल-अल्युमिनियम

CoCr - कोबाल्ट क्रोमियम

Cu - तांबा

फ़े - लोहा

औ, एजी - सोना, चांदी और अन्य कीमती धातुएँ

धातु 3डी प्रिंटर

#1: स्कियाकी ईबीएएम 300 - टाइटेनियम रॉड

कैसे उत्पादन मॉडल, Sciaky EBAM 300 बेचता है। इसका कार्य क्षेत्र 5791 x 1219 x 1219 मिमी के किनारों के साथ है।

कंपनी का दावा है कि EBAM 300 व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सबसे तेज़ औद्योगिक 3D प्रिंटरों में से एक है। विमान के संरचनात्मक तत्व, जिसके उत्पादन में पारंपरिक प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके छह महीने तक का समय लग सकता है, अब 48 घंटों के भीतर मुद्रित हो जाते हैं।

स्कियाकी की अनूठी तकनीक 3 मिमी मोटी टाइटेनियम फिलामेंट को पिघलाने के लिए एक उच्च शक्ति इलेक्ट्रॉन बीम गन का उपयोग करती है, जिसकी मानक जमाव दर लगभग 3-9 किग्रा/घंटा है।

#2: फैब्रिसोनिक यूएएम - अल्ट्रासोनिक

#3: लेजर एक्सलाइन 1000 - धातु पाउडर

इसे बनाने वाली जर्मन कंपनी, जो एयरबस जैसी विशाल एयरोस्पेस कंपनियों के लिए 3डी प्रिंटर के आपूर्तिकर्ताओं में से एक है, ने हाल ही में पेश किया है नया प्रिंटर- एक्सलाइन 2000।

2000 में दो लेजर और इससे भी बड़ा बिल्ड वॉल्यूम है - 800 x 400 x 500 मिमी। यह मशीन, जो पेटेंटेड लेजरक्यूसिंग तकनीक (एक प्रकार का चयनात्मक लेजर पिघलने) का उपयोग करती है, स्टील, एल्यूमीनियम, निकल, टाइटेनियम, कीमती धातुओं और कुछ शुद्ध सामग्रियों (टाइटेनियम और ग्रेड स्टील्स) के मिश्र धातुओं से वस्तुएं बना सकती है।

मेटल 3डी प्रिंटिंग बाजार के सभी प्रमुख खिलाड़ियों के पास समान मशीनें हैं: ईओएस, एसएलएम, रेनिशॉ, रियलाइज़र और 3डी सिस्टम, साथ ही चीन की तेजी से बढ़ती कंपनी शाइनिंग 3डी।

#4: एम लाइन फैक्ट्री - मॉड्यूलर 3डी फैक्ट्री

एम लाइन फैक्ट्री अवधारणा स्वचालन और इंटरैक्शन के सिद्धांतों पर आधारित है।

एम लाइन फैक्ट्री, एक ही कॉन्सेप्ट लेजर से, और एक ही तकनीक पर काम करते हुए, कार्य क्षेत्र के आकार पर नहीं, बल्कि उत्पादन की सुविधा पर ध्यान केंद्रित करती है - यह एक मॉड्यूलर आर्किटेक्चर उपकरण है जो उत्पादन को अलग-अलग प्रक्रियाओं में विभाजित करता है इस तरह कि ये प्रक्रियाएँ क्रमिक रूप से होने के बजाय एक साथ घटित हो सकें।

यह नई वास्तुकलाइसमें 2 स्वतंत्र मशीन इकाइयाँ शामिल हैं:

उत्पादन इकाई में 3 प्रकार के मॉड्यूल होते हैं: डोजिंग मॉड्यूल, प्रिंटिंग मॉड्यूल और ओवरफ्लो मॉड्यूल (तैयार उत्पादों के लिए ट्रे)। वे सभी व्यक्तिगत रूप से सक्रिय किए जा सकते हैं और हार्डवेयर का एक सतत टुकड़ा नहीं बनाते हैं। इन मॉड्यूल को मशीन के अंदर एक सुरंग प्रणाली के माध्यम से ले जाया जाता है। उदाहरण के लिए, जब नए पाउडर की आपूर्ति की जाती है, तो खाली पाउडर भंडारण मॉड्यूल को मुद्रण प्रक्रिया को बाधित किए बिना स्वचालित रूप से एक नए से बदला जा सकता है। तैयार भागों को मशीन के बाहर ले जाया जा सकता है और तुरंत स्वचालित रूप से अगले कार्य द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

एम लाइन फैक्ट्री पीसीजी (प्रसंस्करण इकाई)

यह एक स्वतंत्र डेटा प्रोसेसिंग इकाई है जिसमें एक अंतर्निहित छनाई और पाउडर तैयारी स्टेशन है। अनपैकिंग, अगले प्रिंट कार्य की तैयारी और छंटाई, ऑपरेटर के हस्तक्षेप के बिना, एक बंद प्रणाली में होती है।

#5: ओर्लास क्रिएटर - 3डी प्रिंटर उपयोग के लिए तैयार है

#6: फॉर्मअप 350 - पाउडर मशीन पार्ट विधि (पीएमपीएम)

इस 3डी प्रिंटर के संचालन का सिद्धांत ऊपर उल्लिखित सहकर्मियों के समान है, लेकिन इसकी मुख्य विशेषता अलग है - यह पीएमपीएम में इसके समावेश में निहित है।

प्रिंटर विशेष रूप से 24/7 मोड में औद्योगिक उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है, और काम की इसी गति के लिए डिज़ाइन किया गया है। पीएमपीएम प्रणाली में उनके उत्पादन और वितरण के सभी चरणों में सभी घटकों और सामग्रियों का गुणवत्ता नियंत्रण शामिल है, जिसकी लगातार गारंटी होनी चाहिए उच्च प्रदर्शनकाम की गुणवत्ता, जिसमें मिशेलिन के पास कई वर्षों का व्यापक अनुभव है।

जैच वेइडर की मैग्नेटोजेट तकनीक चुंबकीय हाइड्रोडायनामिक्स के अध्ययन पर आधारित है, और अधिक विशेष रूप से, चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके पिघली हुई धातु को नियंत्रित करने की क्षमता पर आधारित है। विकास का सार यह है कि पिघले हुए एल्यूमीनियम से कड़ाई से नियंत्रित आकार की एक बूंद बनती है, और इन बूंदों से छपाई की जाती है।

ऐसी बूंद का आकार 200 से 500 माइक्रोन तक होता है, मुद्रण 1000 बूंद प्रति सेकंड की गति से होता है। प्रिंटर कार्य क्षेत्र: 300 मिमी x 300 मिमी x 300 मिमी

कार्य सामग्री: एल्यूमीनियम और उसके मिश्र धातु (4043, 6061, 7075)। और, भले ही यह अभी केवल एल्युमीनियम हो, प्रिंटर पाउडर प्रिंटर से 2 गुना तेज और 10 गुना तक सस्ता है।

एमके2 को 2018 में जारी करने की योजना है, यह 10 प्रिंट हेड से लैस होगा, जिससे प्रिंट गति में 30 गुना वृद्धि होनी चाहिए।

#9: धातु एक्स - एडम - परमाणु प्रसार

एडम (एटॉमिक डिफ्यूजन एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग) - परमाणु प्रसार तकनीक। मुद्रण धातु पाउडर के साथ किया जाता है, जहां धातु के कणों को सिंथेटिक बाइंडर के साथ लेपित किया जाता है, जिसे मुद्रण के बाद हटा दिया जाता है, जिससे धातु एक पूरे में बंध जाती है।

उत्पाद का आकार: 250 मिमी x 220 मिमी x 200 मिमी तक। परत की ऊँचाई - 50 माइक्रोन।

जरा देखिए, जल्द ही एक उच्च गुणवत्ता वाले चाकू को प्रिंट करना संभव होगा - खरोंच से, कुछ घंटों में, इसे सबसे जटिल डिजाइन देकर।

3डी तकनीक की दुनिया से और अधिक रोचक समाचार चाहते हैं?

मेटल 3डी प्रिंटिंग को एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के सबसे रोमांचक और तकनीकी रूप से चुनौतीपूर्ण क्षेत्रों में से एक माना जा सकता है। 3डी प्रिंटिंग तकनीक के शुरुआती दिनों से ही धातुओं के साथ प्रिंट करने का प्रयास किया जाता रहा है, लेकिन ज्यादातर मामलों में वे तकनीकी असंगति का सामना करते थे। इस अनुभाग में, हम उन तकनीकों को देखेंगे जिनका परीक्षण धातु युक्त कंपोजिट और शुद्ध धातु और मिश्र धातु दोनों को मुद्रित करने के लिए किया गया है।

इंकजेट 3डी प्रिंटिंग (3डीपी)

साथ ही, बाइंडर सामग्री को पिघलाने या जलाने और धातु के कणों को सिंटर करने के लिए गर्मी उपचार के माध्यम से मिश्रित मॉडल को पूर्ण-धातु मॉडल में परिवर्तित करना संभव है। इस प्रकार प्राप्त मॉडलों में सरंध्रता के कारण उच्च शक्ति नहीं होती है। परिणामी ऑल-मेटल मॉडल को संसेचित करके ताकत बढ़ाई जा सकती है। उदाहरण के लिए, अधिक टिकाऊ संरचना प्राप्त करने के लिए स्टील मॉडल को कांस्य के साथ लगाना संभव है।

इस तरह से प्राप्त मॉडल, धातु संसेचन के साथ भी, उनकी अपेक्षाकृत कम ताकत के कारण यांत्रिक घटकों के रूप में उपयोग नहीं किए जाते हैं, लेकिन गहने और स्मारिका उद्योगों में सक्रिय रूप से उपयोग किए जाते हैं।

लेमिनेशन विधि मुद्रण (एलओएम)

धातु की पन्नी का उपयोग उपभोज्य सामग्री के रूप में भी किया जा सकता है।

परिणामी मॉडल पूरी तरह से धातु नहीं हैं, क्योंकि उनकी अखंडता गोंद के उपयोग पर आधारित है जो उपभोग्य सामग्रियों की शीट को बांधती है।

इस तकनीक का लाभ उत्पादन की अपेक्षाकृत कम लागत और सभी-धातु उत्पादों के साथ परिणामी मॉडल की उच्च दृश्य समानता है। आमतौर पर, इस पद्धति का उपयोग लेआउट के लिए किया जाता है।

परत-दर-परत जमाव (एफडीएम/एफएफएफ)

कम पिघलने वाली मिश्रधातुओं (उदाहरण के लिए, टिन) के साथ मुद्रण संभव है, लेकिन यह व्यावहारिक उपयोग के लिए पर्याप्त गुणवत्ता वाला आउटपुट प्रदान नहीं करता है।

इस प्रकार, हाल ही में उपभोग्य सामग्रियों के डेवलपर्स का ध्यान समान मिश्रित सामग्रियों की ओर गया है इंकजेट मुद्रण. एक विशिष्ट उदाहरण ब्रॉन्ज़फिल है, एक मिश्रित सामग्री जिसमें थर्मोप्लास्टिक (विवरण का खुलासा नहीं किया गया है, लेकिन जाहिर तौर पर पीएलए प्लास्टिक का उपयोग किया जाता है) और कांस्य पाउडर शामिल है। परिणामी मॉडलों में प्राकृतिक कांस्य के साथ उच्च दृश्य समानता होती है और इन्हें चमकाने के लिए पॉलिश भी किया जा सकता है। दुर्भाग्य से, तैयार उत्पादों के भौतिक और रासायनिक गुण बाइंडिंग थर्मोप्लास्टिक के मापदंडों द्वारा सीमित हैं, जो ऐसे मॉडलों को ऑल-मेटल के रूप में वर्गीकृत करने की अनुमति नहीं देता है।

हालाँकि, ऐसी सामग्री प्राप्त हो सकती है प्रायोगिक उपयोगन केवल मॉडल, स्मृति चिन्ह और कला वस्तुएं बनाने में, बल्कि उद्योग में भी। इस प्रकार, उत्साही लोगों के प्रयोगों ने धातु भराव के साथ थर्मोप्लास्टिक्स का उपयोग करके कंडक्टर और परिरक्षण सामग्री बनाने की संभावना दिखाई है। इस दिशा के विकास से इलेक्ट्रॉनिक सर्किट बोर्डों को प्रिंट करना संभव हो सकता है।

चयनात्मक लेजर सिंटरिंग (एसएलएस) और प्रत्यक्ष धातु सिंटरिंग (डीएमएलएस)

एसएलएस तकनीक का एक रूप प्रत्यक्ष धातु लेजर सिंटरिंग (डीएमएलएस) विधि है, जैसा कि नाम से पता चलता है, शुद्ध धातु पाउडर के साथ काम करने पर केंद्रित है। ये प्रतिष्ठान अक्सर ऑक्सीकरण के प्रति संवेदनशील धातुओं - उदाहरण के लिए, टाइटेनियम - के साथ काम करने के लिए अक्रिय गैस से भरे सीलबंद कार्य कक्षों से सुसज्जित होते हैं। इसके अलावा, डीएमएलएस प्रिंटर आवश्यक रूप से उपभोग योग्य सामग्री को पिघलने बिंदु के ठीक नीचे एक बिंदु तक गर्म करने का उपयोग करते हैं, जो लेजर सिस्टम की शक्ति को बचाने और मुद्रण प्रक्रिया को तेज करने की अनुमति देता है।

एसएलएस, डीएलएमएस और एसएलएम प्रतिष्ठानों के संचालन की योजना

लेज़र सिंटरिंग प्रक्रिया कार्य प्लेटफ़ॉर्म पर गर्म पाउडर की एक पतली परत जमा करने से शुरू होती है। लागू परतों की मोटाई डिजिटल मॉडल की एक परत की मोटाई से मेल खाती है। फिर कणों को एक दूसरे के साथ और पिछली परत के साथ सिंटर किया जाता है। लेजर बीम के प्रक्षेप पथ को दर्पणों की एक विद्युत यांत्रिक प्रणाली का उपयोग करके बदला जाता है।

एक परत खींचने के पूरा होने पर, अतिरिक्त सामग्री को हटाया नहीं जाता है, लेकिन बाद की परतों के लिए एक समर्थन के रूप में कार्य करता है, जो आपको अतिरिक्त समर्थन संरचनाओं के निर्माण की आवश्यकता के बिना, लटकते तत्वों सहित जटिल आकृतियों के मॉडल बनाने की अनुमति देता है। यह दृष्टिकोण, उच्च सटीकता और रिज़ॉल्यूशन के साथ मिलकर, उन हिस्सों का उत्पादन करना संभव बनाता है जिनके लिए वस्तुतः किसी मशीनिंग की आवश्यकता नहीं होती है, साथ ही कास्टिंग सहित पारंपरिक उत्पादन विधियों द्वारा अप्राप्य ज्यामितीय जटिलता के स्तर वाले ठोस भागों का उत्पादन करना संभव बनाता है।

लेजर सिंटरिंग आपको स्टील, टाइटेनियम, निकल मिश्र धातु, कीमती सामग्री आदि सहित धातुओं की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ काम करने की अनुमति देता है। प्रौद्योगिकी का एकमात्र दोष परिणामी मॉडलों की सरंध्रता है, जो यांत्रिक गुणों को सीमित करता है और उपलब्धि हासिल करने की अनुमति नहीं देता है। कास्ट एनालॉग्स के स्तर पर ताकत।

चयनात्मक लेजर (एसएलएम) और इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने (ईबीएम)

इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने (ईबीएम) तकनीक का उपयोग करके उत्पादित टाइटेनियम प्रत्यारोपण का उदाहरण

एक समानांतर विधि जिसने उत्कृष्ट परिणाम प्राप्त किए हैं वह है इलेक्ट्रॉन बीम मेल्टिंग (ईबीएम)। फिलहाल, ईबीएम प्रिंटर बनाने वाला केवल एक निर्माता है - स्वीडिश कंपनी आर्कम।

ईबीएम लेजर मेल्टिंग की तुलना में सटीकता और रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करता है, लेकिन इसके कुछ फायदे भी हैं। इस प्रकार, इलेक्ट्रॉन गन के उपयोग से लेजर सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले नाजुक इलेक्ट्रोमैकेनिकल मिरर सिस्टम से छुटकारा पाना संभव हो जाता है। इसके अलावा, इलेक्ट्रोमैग्नेटिक क्षेत्रों का उपयोग करके इलेक्ट्रॉन बीम का हेरफेर इलेक्ट्रोमैकेनिकल सिस्टम की तुलना में अतुलनीय रूप से अधिक गति पर संभव है, जो बढ़ी हुई शक्ति के साथ मिलकर डिजाइन की महत्वपूर्ण जटिलता के बिना उत्पादकता में वृद्धि की अनुमति देता है। अन्यथा, एसएलएम और ईबीएम प्रिंटर का डिज़ाइन धातुओं की लेजर सिंटरिंग के लिए इंस्टॉलेशन के समान है।

धातुओं और मिश्र धातुओं की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ काम करने की क्षमता हमें विशेष धातु भागों के छोटे बैच बनाने की अनुमति देती है जो पारंपरिक विनिर्माण विधियों का उपयोग करके उत्पादित भागों के लगभग बराबर होते हैं। बनाने की कोई जरूरत नहीं है अतिरिक्त उपकरणऔर बुनियादी ढाँचा - जैसे ढलाई के सांचे और भट्टियाँ। तदनुसार, प्रोटोटाइप या छोटे पैमाने पर उत्पादन होने पर महत्वपूर्ण बचत संभव है।

लेजर और इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने वाली मशीनों का उपयोग टाइटेनियम ऑर्थोपेडिक प्रोस्थेटिक्स, गैस टरबाइन ब्लेड और जेट इंजन इंजेक्टर जैसी वस्तुओं का उत्पादन करने के लिए सफलतापूर्वक किया गया है।

डायरेक्ट लेजर एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (सीएलएडी)

सीएलएडी क्षतिग्रस्त हिस्सों पर धातु पाउडर के छिड़काव और लेजर का उपयोग करके तत्काल क्लैडिंग पर आधारित है। पोजिशनिंग « प्रिंट हेड» पांच अक्षों के साथ किया जाता है: तीन विमानों में घूमने के अलावा, सिर में झुकाव के कोण को बदलने और ऊर्ध्वाधर अक्ष के चारों ओर घूमने की क्षमता होती है, जो आपको किसी भी कोण पर काम करने की अनुमति देती है।

ऐसे उपकरणों का उपयोग अक्सर विनिर्माण दोषों सहित बड़े आकार के उत्पादों की मरम्मत के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, फ्रांसीसी कंपनी BeAM के इंस्टॉलेशन का उपयोग विमान के इंजन और अन्य जटिल तंत्रों की मरम्मत के लिए किया जाता है।

पूर्ण विकसित सीएलएडी इकाइयां टाइटेनियम और अन्य धातुओं और मिश्र धातुओं के साथ काम करने के लिए एक निष्क्रिय वातावरण के साथ एक सीलबंद कार्य कक्ष का उपयोग करती हैं जिन्हें ऑक्सीकरण किया जा सकता है।

इलेक्ट्रॉन बीम फ्रीफॉर्म मेल्टिंग (EBFŝ)

निर्माण प्रक्रिया फ़्यूज्ड डिपोजिशन (एफडीएम) 3डी प्रिंटिंग के समान है, लेकिन उपभोज्य सामग्री को पिघलाने के लिए एक इलेक्ट्रॉन बीम गन का उपयोग किया जाता है।

यह तकनीक कक्षा में धातु के स्पेयर पार्ट्स के निर्माण की अनुमति देगी, जो भागों को वितरित करने की लागत को काफी कम कर देगी और आपातकालीन स्थितियों पर तुरंत प्रतिक्रिया करने की क्षमता प्रदान करेगी।

3डी प्रिंटिंग के लिए धातु पाउडर सबसे टिकाऊ सामग्री है। धातु 3डी प्रिंटर का उपयोग करके बनाए गए उत्पाद पारंपरिक प्रौद्योगिकियों (कास्टिंग, रोलिंग, आदि) का उपयोग करके उत्पादित एनालॉग्स से कई मामलों में बेहतर हैं।

धातु पाउडर उत्पादों की मुख्य विशेषताएं

• बढ़ी हुई ताकत
• कोई भी ज्यामिति
• धातुओं और उनकी मिश्रधातुओं का बड़ा चयन
• खुरदुरी सतहें
• कोई धातु तनाव नहीं
• कोई भी पोस्ट-प्रोसेसिंग
• पुनर्मुद्रण के लिए सहायक सामग्री का उपयोग किया जाता है

धातु 3डी प्रिंटिंग प्रौद्योगिकियां

चयनात्मक लेजर मेल्टिंग (एसएलएम)- लेजर का उपयोग करके पाउडर सामग्री का चयनात्मक संलयन, सबसे लोकप्रिय 3डी धातु मुद्रण तकनीक। SLM सॉल्यूशंस और रियलाइज़र के मेटल 3D प्रिंटर में उपयोग किया जाता है। एसएलएम प्रौद्योगिकी के बारे में और पढ़ें।

प्रत्यक्ष धातु मुद्रण (डीएमपी)- एसएलएम तकनीक का एक एनालॉग, 3डी सिस्टम से प्रोएक्स श्रृंखला की 3डी मशीनों में उपयोग किया जाता है।

इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने (ईबीएम)- इलेक्ट्रॉन बीम गन के प्रभाव में धातु पाउडर का सिंटरिंग। आर्कम 3डी प्रिंटर में उपयोग किया जाता है।

3डी प्रिंटिंग के लिए धातु पाउडर के प्रकार

टाइटेनियम.चिकित्सा, विमान निर्माण, मैकेनिकल इंजीनियरिंग और उद्योग में उपयोग की जाने वाली उच्च शक्ति वाली जैव-संगत सामग्री। .

उपकरण और स्टेनलेस स्टील। 3डी प्रिंटिंग के लिए विभिन्न स्टील मिश्र धातुएं सबसे आम सामग्री हैं। वे विभिन्न क्षेत्रों में समस्याओं की एक विस्तृत श्रृंखला को हल करने में मदद करते हैं, संक्षारण प्रतिरोधी होते हैं, ताकत और पहनने के प्रतिरोध में वृद्धि करते हैं। .

एल्युमीनियम और उसकी मिश्रधातुएँ।एक हल्का मिश्र धातु जिसका घनत्व अन्य 3डी प्रिंटिंग धातुओं की तुलना में कम है। इसमें अच्छे मिश्रधातु गुण और विद्युत चालकता है। ऑटोमोटिव, एयरोस्पेस, औद्योगिक अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है। .

कोबाल्ट-क्रोम।संक्षारण प्रतिरोधी, जैव-संगत सामग्री। इसमें उच्च शक्ति होती है और इसका उपयोग चिकित्सा और दंत चिकित्सा के साथ-साथ उच्च तापमान वाले उद्योगों में भी किया जाता है।

नवीनतम प्रौद्योगिकियां और उपकरण अब किसी को भी उत्साहित नहीं करते हैं, हर साल बाजार में कुछ नया और मूल दिखाई देता है। 3डी प्रिंटर के साथ भी यही हुआ। इसकी कई किस्में हैं, उनमें से प्रत्येक विभिन्न सामग्रियों के साथ काम करती है। लेकिन उद्यमी और जो लोग अपने स्वयं के उत्पादन को व्यवस्थित करने की योजना बना रहे हैं, वे धातु पर काम करने वाले 3डी प्रिंटर में रुचि रखते थे।

यह नया सुविधाजनक उपकरण आपके व्यवसाय को व्यवस्थित करने के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प हो सकता है। एक छोटा घरेलू मॉडल खरीदने के बाद, आप एकल ऑर्डर का उत्पादन शुरू कर सकते हैं, और फिर बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रवेश कर सकते हैं। लेकिन आइए हर चीज़ के बारे में क्रम से बात करें।

प्रिंटर के प्रकार

त्रि-आयामी मुद्रण वाले अति-आधुनिक प्रिंटर विभिन्न बनावट की सामग्री बनाने में सक्षम हैं। लेकिन हाल ही में, अधिकांश उपकरण काम पर आधारित हैं जिनमें उपभोग्य कच्चा माल पाउडर के रूप में धातु है। 3डी प्रिंटर जो केवल धातु प्रिंट करते हैं, उन्हें तीन मुख्य प्रकारों में विभाजित किया गया है:

1. जेट. वह सीसा या टिन जैसी धातुओं से प्रोटोटाइप बनाता है।
2. त्रि-आयामी, जो चिपकने वाले प्रभाव के साथ धातु पाउडर के आधार पर काम करता है। ऐसे उपकरण एक प्रोटोटाइप प्रिंट करते हैं, जिसे फिर सक्रिय करने की आवश्यकता होती है, लेकिन इसके द्वारा बनाए गए उत्पादों में अच्छी गुणवत्ता वाले गुण नहीं होते हैं।
3. लेजर 3डी प्रिंटर धातु मुद्रण का उत्पादन करता है। इन हिस्सों का उपयोग अक्सर बड़े पैमाने के उद्यमों में किया जाता है, और उनकी कीमत काफी अधिक होती है।

वर्णित प्रत्येक मॉडल के अपने फायदे और नुकसान हैं, लेकिन लेजर को अभी भी सबसे अच्छा माना जाता है. वर्तमान में ऐसा मॉडल खरीदना संभव है जो प्रोटोटाइप तैयार करता हो बहुत अच्छी विशेषताऔर कम मात्रा में. नीचे दी गई तालिका कई प्रिंटर दिखाती है जो अच्छी गुणवत्ता वाले उत्पाद तैयार करते हैं।

आप ऊपर बताए गए किसी भी विकल्प से अपना खुद का व्यवसाय शुरू कर सकते हैं। जो मॉडल सस्ते हैं, उनके उत्पादों की गुणवत्ता महंगे मॉडलों से भिन्न नहीं होती है। प्रत्येक मॉडल धातु से प्रिंट होता है, और इसका उपयोग कई प्रौद्योगिकियों में किया जाता है।

3डी प्रिंटिंग के लिए प्रौद्योगिकियों के प्रकार

मौजूदा तकनीकों में से प्रत्येक अपने तरीके से अच्छी है। तेजी से शुरुआत करने और कम समय में एक अच्छे 3डी प्रिंटर पर पैसा कमाने के लिए आपको अपना व्यवसाय शुरू करने के लिए किसे चुनना चाहिए? नीचे दी गई तालिका उन सभी प्रक्रियाओं का वर्णन करती है जो पाउडर के रूप में धातु का उपयोग करती हैं।

अब यह निर्धारित करने के लिए कि धातु प्रिंट करने वाला घरेलू 3डी प्रिंटर कैसा होना चाहिए, प्रत्येक तकनीक पर अधिक विस्तार से ध्यान देना उचित है। प्रत्येक तकनीक के अपने फायदे हैं, लेकिन नुकसान भी हैं। उनमें से प्रत्येक को समझकर ही आप एक तर्कसंगत विकल्प चुन सकते हैं, जो आपको छोटे बजट पर एक अच्छा और उपयोग में आसान मॉडल खरीदने की अनुमति देगा।

एसएलएस। उच्च शक्ति वाले लेजर उत्सर्जकों का उपयोग करके चयनात्मक लेजर सिंटरिंग बनाई जाती है। ऑपरेशन के दौरान, सभी धातु कणों को पाप किया जाता है, और परिणाम एक 3डी प्रोटोटाइप होता है। लेकिन सिंटरिंग को बंधन में मदद करने वाले घटकों के उपयोग के बिना भी किया जा सकता है। प्रोटोटाइप परतों में बनाया गया है: पहले इसे फोटोपॉलिमर राल में डुबोया जाता है, फिर पाउडर लगाया जाता है, और कंप्यूटर इंगित करता है कि किन क्षेत्रों को लेजर बीम से उपचारित किया जाना चाहिए।

पाउडर के साथ मुद्रण के दौरान, स्क्रीनिंग बनी रहती है, जिसका उपयोग भविष्य में अन्य मॉडल बनाने के लिए सहायक सतह के रूप में किया जा सकता है। इस दृष्टिकोण से मुद्रण की लागत कम हो जाएगी। लेकिन इस तकनीक का एक नुकसान भी है - उत्पादों की संरचना छिद्रपूर्ण है, और इसलिए आगे की प्रक्रिया की आवश्यकता होती है, जिसके दौरान घनत्व बढ़ जाएगा।

व्यवसाय शुरू करने के लिए एक सस्ता मेटल 3D प्रिंटर, sPro 140 या sPro 230 एक उत्कृष्ट विकल्प है। ये दोनों मॉडल एसएलएस तकनीक का उपयोग करके प्रिंट करते हैं और छोटे हिस्से भी बनाने में सक्षम हैं, और वे पूरी तरह से विस्तृत होंगे। साथ ही, उन पर छपाई करते समय सभी सामग्रियों का संयम से उपयोग किया जाता है।

एसएलएम. इस तकनीक में लेजर बीम के प्रभाव में धातु पाउडर का उपयोग करके पिघलाना शामिल है। जिस प्लेटफॉर्म पर सामग्री लगाई जाती है वह धीरे-धीरे नीचे गिरता है, जिससे 3डी भाग की परतें बन जाती हैं। यदि आप इस मॉडल से कोई प्रिंटर चुनते हैं, तो प्रो सबसे अच्छा विकल्प होगा। X100 एक मिनी मॉडल है. इसकी मदद से आप धातु और चीनी मिट्टी से रासायनिक रूप से शुद्ध प्रोटोटाइप बना सकते हैं।

एक प्रिंटर जो इस तकनीक का उपयोग करके प्रिंट करता है वह सस्ता नहीं है, लेकिन यह बहुत अच्छे और उच्च गुणवत्ता वाले मॉडल बनाने में सक्षम है यदि आप अपना व्यवसाय बढ़ा रहे हैं तो यह एक उत्कृष्ट विकल्प होगा, लेकिन अपना खुद का व्यवसाय शुरू करना थोड़ा महंगा है।