धातु के लिए सबसे सस्ता 3डी प्रिंटर। सिद्धांत, विशेषताएं, उपभोग्य वस्तुएं, कीमतें

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

लौह युक्त फिलामेंट से बने उत्पाद कुछ शर्तों के तहत जंग भी खा जाते हैं, जिससे विश्वसनीयता बढ़ती है, लेकिन इससे उनमें जंग नहीं लग सकता और वे खराब नहीं हो सकते - और यह वास्तविक धातु की वस्तुओं पर 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
• गरम टेबल वैकल्पिक

• कम उत्पाद लचीलापन, प्रिंट डिज़ाइन पर निर्भर करता है
• भोजन के संपर्क में सुरक्षित नहीं माना जाता
• नोजल तापमान और फिलामेंट फ़ीड दर की ठीक ट्यूनिंग की आवश्यकता है
• उत्पादों का पोस्ट-प्रोसेसिंग आवश्यक 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 3डी धातु मुद्रण

अच्छी खबर यह है कि उनकी सीमा काफी विस्तृत है और इसका विस्तार जारी है - ऐसा उपकरण चुनना संभव होगा जो किसी भी तकनीकी आवश्यकता को पूरा करता हो। आगे लेख में आप इसे देख सकते हैं।

बुरी खबर कीमतें हैं. पेशेवर मेटल प्रिंटिंग प्रिंटर की लागत कहीं भी $200,000 से शुरू होती है और अनिश्चित काल तक बढ़ती रहती है। इसके अलावा, भले ही आप उनमें से सबसे सस्ता चुनें और खरीदें, उपभोग्य सामग्रियों की खरीद, घटकों के प्रतिस्थापन के साथ निर्धारित रखरखाव और मरम्मत एक अलग झटका होगा। हम कर्मचारियों और प्रसंस्करण के बाद के उत्पादों की लागत के बारे में नहीं भूलते हैं। और मुद्रण की तैयारी के चरण में, आपको विशेष सॉफ़्टवेयर और ऐसे लोगों की आवश्यकता होगी जो इसे संभाल सकें।

यदि आप इन सभी खर्चों और कठिनाइयों के लिए तैयार हैं - तो पढ़ें, हम कुछ बहुत ही दिलचस्प नमूने पेश करेंगे।

3डी धातु मुद्रण - अनुप्रयोग

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

दूसरा, समान रूप से सामान्य उदाहरण: आभूषण। बहुमत प्रमुख निर्माताधीरे-धीरे साँचे और स्टेंसिल की 3डी प्रिंटिंग से सीधे धातु 3डी प्रिंटिंग की ओर बढ़ रही है, और टाइटेनियम प्रिंटिंग ज्वैलर्स को ऐसे डिज़ाइन बनाने की अनुमति देती है जो पहले असंभव थे।

मेटल 3डी प्रिंटर का उपयोग करने वाला अगला उद्योग ऑटोमोटिव उद्योग है। बीएमडब्लू, ऑडी, एफसीए पहले से ही प्रोटोटाइप के अलावा श्रृंखला उत्पादन में प्रौद्योगिकी को लागू करने पर गंभीरता से विचार कर रहे हैं, जहां वे वर्षों से 3 डी 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। अब कई वर्षों से, साइकिल घटकों और फ़्रेमों के निर्माता 3डी प्रिंटिंग का उपयोग कर रहे हैं। न केवल दुनिया में, बल्कि रूस में भी यह व्यापक हो गया है। एक्सक्लूसिव बाइक निर्माता ट्राइटन 3डी प्रिंटेड टाइटेनियम फ्रेम एलिमेंट के साथ एक प्रोजेक्ट पूरा कर रहा है जो ताकत से समझौता किए बिना वजन कम करता है।

3डी मेटल प्रिंटिंग - प्रौद्योगिकियां

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

आइए उपलब्ध धातु 3डी प्रिंटिंग प्रौद्योगिकियों पर नजर डालें:

प्रक्रिया #1: परत दर परत पाउडर संलयन

दुनिया में मेटल 3डी प्रिंटर के आठ मुख्य निर्माता हैं, उनमें से अधिकांश जर्मनी में स्थित हैं। उनकी प्रौद्योगिकियां संक्षिप्त नाम एसएलएम (सेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग) या डीएमएलएस (डायरेक्ट लेजर मेटल सिंटरिंग) के अंतर्गत आती हैं।

प्रक्रिया #2: बाइंडर जेटिंग

एफडीएम प्रिंटिंग पर आधारित एक और समान लेकिन अलग तकनीक 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 3डी कंस्ट्रक्शन प्रिंटर 3डी ऑब्जेक्ट बनाने के लिए सीमेंट के साथ करता है। वांछित आकार मुद्रित होने के बाद, वस्तुओं को ओवन में भी सिंटर किया जाता है। इस तकनीक का उपयोग मिनी मेटल मेकर द्वारा किया जाता है - शायद एकमात्र कमोबेश किफायती मेटल 3डी प्रिंटर ($1600)। एक छोटे भट्टे की लागत जोड़ें.

प्रक्रिया #3: वेल्डिंग

उनमें से एक को DED (डायरेक्टेड एनर्जी डिपोजिशन), या लेजर क्लैडिंग कहा जाता है। यह धातु के पाउडर को फ्यूज करने के लिए एक लेज़र बीम का उपयोग करता है जो एक एक्सट्रूडर से धीरे-धीरे निकलता और जमा होता है, जिससे एक औद्योगिक बांह के साथ किसी वस्तु की परतें बनती हैं।

आमतौर पर यह एक बंद कक्ष के अंदर किया जाता है, हालांकि, उदाहरण के तौर पर एमएक्स3डी के साथ, हम वास्तविक पूर्ण आकार के पुल के निर्माण में एक समान तकनीक को लागू करने की संभावना देखते हैं, जो 2017 में एम्स्टर्डम में मुद्रित होने वाला है।

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।

प्रयुक्त धातुएँ

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 सीरियल 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, जिनके उत्पादन में पारंपरिक प्रौद्योगिकियों के अनुसार छह महीने तक का समय लग सकता है, अब 48 घंटों के भीतर मुद्रित हो जाते हैं।

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

#2: फैब्रिसोनिक यूएएम - अल्ट्रासोनिक

#3: लेजर एक्सलाइन 1000 - धातु पाउडर

इसे बनाने वाली जर्मन कंपनी, जो एयरबस जैसे एयरोस्पेस दिग्गजों 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 800 x 400 x 500 मिमी का एक बड़ा बिल्ड वॉल्यूम है। यह मशीन, जो पेटेंटेड लेजरक्यूसिंग (एक प्रकार का चयनात्मक लेजर पिघलने) तकनीक का उपयोग करती है, स्टील, एल्यूमीनियम, निकल, टाइटेनियम, कीमती धातुओं और कुछ शुद्ध सामग्री (टाइटेनियम और बार 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 शाइनिंग 3डी, जो चीन की तेजी से बढ़ती कंपनी है।

#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, कार्यक्षेत्र 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 इस तरह से विभाजित करता है ये प्रक्रियाएँ एक साथ हो सकती हैं, क्रमिक रूप से नहीं।

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)। उन सभी को व्यक्तिगत रूप से सक्रिय किया जा सकता है और उपकरण का एक सतत टुकड़ा नहीं बनाते हैं। इन मॉड्यूल को मशीन के अंदर सुरंगों की एक 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 कार्यों द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है।

एम लाइन फैक्ट्री पीसीजी (प्रसंस्करण इकाई - प्रसंस्करण इकाई)

यह एक स्वतंत्र डेटा प्रोसेसिंग इकाई है जिसमें एक अंतर्निहित छानने और पाउडर तैयार करने का स्टेशन है। अनपैकिंग, अगले प्रिंट कार्य की तैयारी और छनाई ऑपरेटर की भागीदारी 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 उपरोक्त सहयोगियों के समान है, लेकिन इसकी मुख्य विशेषता अलग है - यह पीएमपीएम में इसके समावेश में निहित है।

प्रिंटर विशेष रूप से औद्योगिक उपयोग के लिए, 24/7 मोड में डिज़ाइन किया गया है, और काम की ऐसी ही 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, जो स्थिरता की गारंटी देनी चाहिए उच्च प्रदर्शनकाम की गुणवत्ता, जिसमें मिशेलिन के पास दीर्घकालिक अनुभव है।

जैक वाडर की मैग्नेटोजेट तकनीक मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स 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 का उपयोग मुद्रण के लिए किया जाता 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 एल्यूमीनियम है, प्रिंटर पाउडर वाले की तुलना में 2 गुना तेज और 10 गुना तक सस्ता है।

2018 में, Mk2 को रिलीज़ 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

ADAM (एटॉमिक डिफ्यूजन एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग) एक परमाणु प्रसार तकनीक है। 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 साथ जुड़ जाती है।

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

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

क्या आप 3डी प्रौद्योगिकियों की दुनिया से अधिक दिलचस्प समाचार चाहते हैं?

हम एसएलएम सॉल्यूशंस (जर्मनी) (इसके बाद "एसएलएम कंपनी" के रूप में संदर्भित) से 3डी प्रिंटर पर प्रिंटिंग के लिए दो सबसे आम सामग्रियों से प्रिंटिंग की पेशकश करते हैं।

• 1.2709 - टूल स्टील,
• 1.4404 (316एल) - स्टेनलेस स्टील।

अलग-अलग समझौते से एसएलएम 3डी प्रिंटर के लिए उपयोग किए जाने वाले अन्य धातु पाउडर, अर्थात् 1.2344 (एच13), 1.4540 (15-5पीएच) और 1.4542(17-4पीएच) से 3डी प्रिंट करना संभव है।

इस 3डी प्रिंटिंग तकनीक का उपयोग करके उत्पादित धातु उत्पादों की विशेषता एक समान घनी संरचना, उच्च कठोरता और ताकत और संक्षारण प्रतिरोध है।

एसएलएम 3डी प्रिंटिंग तकनीक

एसएलएम (सेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग या सेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग) 3डी प्रिंटिंग तकनीक का सार यह है कि धातु पाउडर पूरी तरह से पिघल जाता है, एक सजातीय धातु द्रव्यमान में बदल जाता है।

3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया में, दानेदार स्टील पाउडर को एक पतली परत (20 μm - 75 μm से 100 μm तक) में एक प्लेटफ़ॉर्म पर फैलाया जाता है जो लंबवत उतरता है, और उत्पाद को एक डबल लेजर बीम का उपयोग करके मुद्रित किया जाता है जो परत दर परत पाउडर को पिघलाता है . यह प्रक्रिया अक्रिय गैसों वाले एक बंद कक्ष में होती है। 3डी प्रिंटिंग के अंत में, मॉडल ठंडा हो जाता है, अतिरिक्त पाउडर को साफ किया जाता है और पोस्ट-प्रोसेसिंग में स्थानांतरित किया जाता है, जिसका मुख्य कार्य समर्थन संरचनाओं को हटाना है।

एसएलएम 3डी प्रिंटर

एसएलएम 3डी प्रिंटर की लाइन में इस पलतीन 3डी प्रिंटर हैं जो मुख्य रूप से कैमरे के आकार में भिन्न हैं। हम मध्यम आकार के एसएलएम 280 एचएल सिस्टम पर प्रिंट करते हैं, जिसका कार्य कक्ष आपको 280 x 280 x 350 मिमी के आकार की वस्तुएं बनाने की अनुमति देता है।

यह 3डी प्रिंटर न केवल स्टील के साथ काम कर सकता है, बल्कि आपको कोबाल्ट-क्रोमियम, गर्मी प्रतिरोधी मिश्र धातु, एल्यूमीनियम और टाइटेनियम से भी प्रिंट करने की अनुमति देता है। एसएलएम के सबसे बड़े 3डी प्रिंटर का कार्य कक्ष 500 x 280 x 325 मिमी के आयाम वाले उत्पादों का उत्पादन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

यदि आपको किसी दुर्लभ सामग्री के साथ किसी उत्पाद को प्रिंट करने की आवश्यकता है या आप बड़े आकार (500 मिमी तक) का प्रोटोटाइप बनाना चाहते हैं, तो हमें अपनी संभावनाओं पर चर्चा करने और आपके लिए ऐसा काम करने में खुशी होगी।

एसएलएम विधि का उपयोग करके 3डी प्रिंटिंग के लिए मॉडलिंग की विशेषताएं

डिजिटल 3डी मॉडल बनाते समय मुख्य बात यह याद रखना है कि एसएलएम विधि का उपयोग करके 3डी प्रिंटिंग के दौरान, 3डी प्रिंटर के कैमरे के आधार से स्टील समर्थन संरचनाएं विकसित की जाती हैं, जो आपको प्रिंटिंग प्रक्रिया के दौरान उत्पाद के आकार को बनाए रखने की अनुमति देती हैं।

एक नियम के रूप में, समर्थन संरचनाएं 3डी प्रिंटर सॉफ़्टवेयर द्वारा स्वचालित रूप से बनाई जाती हैं, और उनकी संख्या का पहले से अनुमान लगाना असंभव है। हालाँकि, सहायक संरचनाओं को हटाना हमेशा श्रमसाध्य और जटिल काम होता है, जो लगभग पूरी तरह से हाथ से किया जाता है।

प्रायोगिक कार्य के रूप में, यदि आवश्यक हो, तो सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके, आप उत्पादों में विशिष्ट स्थान निर्दिष्ट कर सकते हैं जहाँ समर्थन संरचनाएँ नहीं उगाई जानी चाहिए। हालाँकि, इस मामले में, बिना समर्थन के छोड़े गए उत्पाद तत्वों की ज्यामिति को बदलने का जोखिम है।

इसके अलावा, कभी-कभी 3डी मॉडल को 3डी प्रिंटर कक्ष में एक विशेष गणना वाले कोण पर रखने का अभ्यास किया जाता है ताकि उत्पाद के कुछ तत्व बिना समर्थन के मुद्रित हो सकें। यह पूर्व निर्धारित स्थानों पर समर्थन संरचनाओं के निर्माण से बचने के लक्ष्य को प्राप्त करता है, लेकिन साथ ही, यह दृष्टिकोण उत्पाद के कोणीय पक्ष की ओर जाने वाली लंबी समर्थन संरचनाओं का निर्माण करके 3 डी प्रिंटिंग की लागत में काफी वृद्धि करता है।

विस्तृत विशेष विवरणएसएलएम से उपकरण और स्टेनलेस स्टील 3डी प्रिंटिंग सामग्री ब्रोशर में पाया जा सकता है।

मॉडल डिज़ाइन आवश्यकताएँ

न्यूनतम दीवार मोटाई: 0.4 मिमी
उभरे हुए या उत्कीर्ण भाग की न्यूनतम मोटाई: 0.5 मिमी
शुद्धता: 10 सेमी तक के विवरण के लिए 0.2 मिमी और 10 सेमी से अधिक के आकार के लिए 1-2% से अधिक नहीं
अधिकतम मॉडल आकार: 280 x 280 x 350 मिमी
न्यूनतम मॉडल आकार: 3 x 3 x 3 मिमी
पाउडर हटाने के लिए न्यूनतम छेद व्यास: 2 मिमी
दो भागों या दीवारों के बीच न्यूनतम दूरी: 1 मिमी
फ़ाइल फ़ारमैट:एसटीएल

एक एसटीएल फ़ाइल में कई मॉडल, जुड़े हिस्से या एक हिस्से के भीतर एक हिस्सा - अनुमति नहीं।

में आधुनिक जीवनआप ऐसे 3D प्रिंटर से किसी को आश्चर्यचकित नहीं करेंगे जो प्लास्टिक से त्रि-आयामी मॉडल बना सकता है। हालाँकि, ऐसे मामलों में जहां उच्च शक्ति वाला मॉडल बनाना आवश्यक है, तो ऐसा प्रिंटर मदद नहीं करेगा। इन उद्देश्यों के लिए, एक औद्योगिक 3डी मेटल प्रिंटर है, जो धातु मॉडल बनाने की उच्च सटीकता और गति की विशेषता है।

1. 3D प्रिंटर क्या है?

3डी प्रिंटिंग नवीनतम तकनीक है। से हम सभी परिचित हैं पारंपरिक प्रिंटरजिस पर आप टेक्स्ट या इमेज प्रिंट कर सकते हैं। 3डी प्रिंटर के संचालन का सिद्धांत द्वि-आयामी मुद्रण के लिए एक उपकरण के समान है। अंतर केवल इतना है कि 3डी प्रिंटर तीन स्तरों में प्रिंट करता है। दूसरे शब्दों में, एक त्रि-आयामी प्रिंटर लगभग किसी भी त्रि-आयामी वस्तु को प्रिंट करने में सक्षम है। वांछित भाग प्राप्त करने के लिए, आपको विशेष सॉफ़्टवेयर का उपयोग करके इसका अनुकरण करना होगा।

1.1. धातु के लिए 3डी प्रिंटर के संचालन का सिद्धांत

त्रि-आयामी धातु प्रिंटर के संचालन का सिद्धांत एक विशेष धातु पाउडर के कणिकाओं को लेजर के साथ फ्यूज करना है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि धातु के लिए एक 3डी प्रिंटर भागों के निर्माण के समय को काफी कम कर देता है, क्योंकि पारंपरिक तरीके से जटिल आकार वाले मॉडल प्राप्त करने में बहुत समय लगता है। इसके अलावा, कास्टिंग या उच्च परिशुद्धता प्रसंस्करण के लिए विशेष सांचों के उपयोग की आवश्यकता होगी। जाहिर है, इस सब के लिए समय के साथ-साथ वित्त के भी काफी बड़े निवेश की आवश्यकता होती है। त्रि-आयामी प्रिंटर का मुख्य कार्य धातु भागों के उत्पादन को गति देना और सरल बनाना है।

वांछित भाग के निर्माण की प्रक्रिया में, 3डी मेटल प्रिंटर बड़ी संख्या में धातु पाउडर की परतों का उपयोग करते हैं। आगे की प्रक्रिया के दौरान, यह पाउडर उच्च तापमान के प्रभाव में एक टुकड़े में बदल जाता है।

जैसा कि आप पहले से ही जानते हैं, किसी हिस्से का उत्पादन कंप्यूटर पर उसके मॉडल के उत्पादन से शुरू होता है। भाग का मॉडल तैयार होने के बाद, कार्यकर्ता प्रिंटर तैयार करने के लिए आगे बढ़ता है। आरंभ करने के लिए, एक इलेक्ट्रिक हीटर शुरू किया जाता है, जिसके बाद एक विशेष धातु पाउडर को सांचे में डाला जाता है। इसके बाद, फॉर्म को उसके स्थान पर स्थापित किया जाता है, जिसके बाद आपूर्ति बॉक्स को धातु पाउडर से भर दिया जाता है।

इसके बाद, 3डी मेटल प्रिंटर पाउडर की ऊपरी परत को समतल करता है, जो मोल्ड में स्थित होती है। भविष्य के हिस्से को आवश्यक आकार देने के लिए, एक विशेष बाइंडर का उपयोग किया जाता है, जिसे ट्यूबों के माध्यम से प्रिंट हेड को खिलाया जाता है। संप्रतीक छपाई यंत्र में कागज पर स्याही डालने की यंत्रप्रणाली, कंप्यूटर कमांड निष्पादित करना, एक पूर्व निर्धारित प्रक्षेपवक्र के साथ आगे बढ़ना, बाइंडर की सबसे पतली परत को उन स्थानों पर सख्ती से छिड़कना जहां यह आवश्यक है।

अगली परत पूरी होने के बाद, धातु पाउडर को विशेष हीटर का उपयोग करके सुखाया जाता है जो मोल्ड के ऊपर स्थित होते हैं। उसके बाद, शाफ्ट धातु पाउडर की एक पतली परत लगाता है, और प्रिंट हेड बाइंडर की एक और परत लगाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि धातु पाउडर की परत एक मिलीमीटर के अंश की होती है।

इस प्रकार, वांछित वस्तु का निर्माण होता है। मुद्रण पूरा होने के बाद, बिछाने की प्रक्रिया को अंजाम देना आवश्यक होगा - मुद्रित भाग के साथ प्रपत्र को एक विशेष ओवन में रखा जाता है। इस ओवन में तापमान 180˚С रखा जाता है। कुछ समय (24 घंटे तक) के बाद, तरल वाष्पित हो जाता है और बाइंडर सख्त हो जाता है। सतह पर बचा अतिरिक्त पाउडर फूंक मारकर हटा दिया जाता है। उसके बाद, जो हिस्से अभी भी नाजुक और छिद्रपूर्ण हैं, उन्हें कांस्य संतृप्ति प्रक्रिया के अधीन किया जाता है। एल्यूमीनियम ऑक्साइड से भरे एक विशेष कंटेनर में। संतृप्ति प्रक्रिया के दौरान भाग को सहारा देने के लिए ऑक्साइड की आवश्यकता होती है। उसके बाद, कांस्य पाउडर को कंटेनर में डाला जाता है, और यह सब एक दिन के लिए ओवन में रखा जाता है।

बेशक, इस प्रक्रिया में बहुत समय लगता है। हालाँकि, धातु के हिस्सों के निर्माण की यह विधि पारंपरिक की तुलना में बहुत तेज़ है।

2. 3डी प्रिंटर धातु प्रिंट करता है: वीडियो

2.1. 3डी प्रिंटर के लिए धातु पाउडर

जैसा कि आप पहले से ही जानते हैं, मेटल 3डी प्रिंटर काम करने के लिए एक विशेष धातु पाउडर का उपयोग करते हैं। यह एक विशेष स्टेनलेस स्टील ग्राउंड पाउडर है। दाने आपस में चिपके नहीं, इसके लिए पाउडर को लगातार गर्म किया जाता है। हालाँकि, 3डी प्रिंटिंग के लिए टिन और एल्यूमीनियम से लेकर टाइटेनियम तक अन्य पाउडर का भी उपयोग किया जा सकता है। पाउडर के दानों को बेक करने और एक साथ मिलाने के लिए, एक औद्योगिक 3डी मेटल प्रिंटर एक विशेष लेजर से लैस होता है जो पाउडर को पर्याप्त उच्च तापमान तक गर्म कर सकता है।

पाउडर के प्रकार का चयन उन परिस्थितियों के आधार पर किया जाता है जिनके तहत तैयार भाग का उपयोग किया जाएगा। इसलिए, 3D मेटल प्रिंटर पर बनाए गए सभी मॉडल 100% मेटल नहीं होते हैं।

2.2. 3डी मेटल प्रिंटर और इसके फायदे

आधुनिक 3डी प्रिंटिंग तकनीक कई कार्यों के लिए इष्टतम समाधान है। सबसे पहले, जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, यह तकनीकआपको भागों के उत्पादन के लिए समय की महत्वपूर्ण बचत करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, परिणामी भागों में उच्च सटीकता होती है। अन्य बातों के अलावा, 3डी प्रिंटिंग के फायदों में निम्नलिखित शामिल हैं:

• धातु मुद्रण के लिए एक 3डी प्रिंटर समान रूप से आसानी से किसी भी जटिलता के हिस्से तैयार करता है;
• उपभोग्य सामग्रियों (धातु पाउडर) की कम लागत;
• मेटल प्रिंटर के साथ काम करना सीखना काफी आसान है, इसमें न्यूनतम समय लगता है;
• 3डी प्रिंटर का समायोजन और निदान स्वचालित रूप से किया जाता है;
• 3डी प्रिंटर को संचालित करना बेहद आसान है। इसके अलावा, ऑपरेशन के दौरान कोई गंध या शोर उत्सर्जित नहीं होता है;
• मेटल 3डी प्रिंटर सक्षम है रंग मुद्रण. साथ ही, गुणवत्ता और रंग की गहराई पारंपरिक प्रिंटर से बिल्कुल भी कमतर नहीं है;
• भागों के निर्माण के लिए केवल पर्यावरण के अनुकूल और सुरक्षित सामग्रियों का उपयोग किया जाता है।

उपरोक्त सूची के अलावा, आधुनिक मेटल 3डी प्रिंटर के और भी कई फायदे हैं। यह बहुत अधिक मांग की व्याख्या करता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि प्रौद्योगिकियां अभी भी खड़ी नहीं हैं, 3डी प्रिंटिंग लगातार विकसित और सुधार रही है, और कुछ मामलों में आज भी यह धातु भागों के निर्माण के पारंपरिक तरीकों की जगह ले सकती है।

आज 3डी प्रिंटिंग में धातु से अधिक कोई लोकप्रिय चलन नहीं है। हम घर पर धातु मुद्रण के बारे में बात करेंगे, यह औद्योगिक पैमाने पर कैसे किया जाता है, प्रौद्योगिकियों, अनुप्रयोगों, प्रिंटर, प्रक्रियाओं, कीमतों और सामग्रियों के बारे में।

पिछले कुछ वर्षों में, 3डी मेटल प्रिंटिंग सक्रिय रूप से लोकप्रियता हासिल कर रही है। और यह बिल्कुल स्वाभाविक है: प्रत्येक सामग्री व्यावहारिक और सौंदर्य गुणों का एक अनूठा संयोजन प्रदान करती है, उत्पादों, प्रोटोटाइप, लघुचित्र, सजावट, कार्यात्मक विवरण और यहां तक ​​कि रसोई के बर्तनों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त हो सकती है।

मेटल 3डी प्रिंटिंग के इतना लोकप्रिय होने का कारण यह है कि मुद्रित वस्तुओं का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया जा सकता है। वास्तव में, कुछ मुद्रित हिस्से पारंपरिक तरीकों से बने हिस्सों की तुलना में उतने ही अच्छे (यदि बेहतर नहीं) हैं।

पारंपरिक उत्पादन में, प्लास्टिक और धातु के साथ काम करना काफी बेकार हो सकता है - इसमें बहुत अधिक अपशिष्ट होता है, बहुत अधिक अतिरिक्त सामग्री का उपयोग किया जाता है। जब कोई विमान निर्माता धातु के हिस्से बनाता है, तो 90% तक सामग्री आसानी से कट जाती है। 3डी मुद्रित धातु भागों को कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है और अपशिष्ट न्यूनतम हो जाता है। यह भी महत्वपूर्ण है कि अंतिम 3डी मुद्रित उत्पाद पारंपरिक हिस्से की तुलना में 60% तक हल्का हो। अकेले विमानन उद्योग में अरबों डॉलर बचाए जा सकते हैं - मुख्य रूप से वजन बचत और ईंधन बचत के माध्यम से।

तो, हमें धातु 3डी प्रिंटिंग के बारे में क्या जानने की आवश्यकता है?

घर पर 3डी मेटल प्रिंटिंग

यदि आप घर पर ऐसी वस्तुएं बनाना चाहते हैं जो धातु की तरह दिखें, तो आपके लिए सबसे अच्छा विकल्प धातुयुक्त पीएलए फिलामेंट्स को देखना होगा (फोटो: कलरफैब)

यदि आप घर पर धातु की वस्तुएं प्रिंट करना चाहते हैं तो कहां से शुरू करें? ट्रू मेटल 3डी प्रिंटिंग के लिए आवश्यक अत्यधिक गर्मी को देखते हुए, एक पारंपरिक एफडीएम 3डी प्रिंटर ऐसा करने में सक्षम नहीं होगा।

यह संभावना नहीं है कि इस दशक में घर पर तरल धातु से छपाई करना संभव होगा। 2020 तक, संभवतः आपके पास घर पर इस उद्देश्य के लिए विशेषीकृत प्रिंटर नहीं होगा। लेकिन कुछ वर्षों में, जैसे-जैसे नैनो टेक्नोलॉजी आगे बढ़ेगी, हम नए अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण विकास देख सकते हैं। इसे कंडक्टिव सिल्वर के साथ 3डी प्रिंट किया जा सकता है, जो 2डी होम प्रिंटर की तरह ही उत्सर्जन करेगा। प्लास्टिक और धातु जैसी विभिन्न सामग्रियों को एक वस्तु में मिलाना भी संभव होगा।

घर पर धातु 3डी प्रिंटिंग के लिए सामग्री

भले ही आप घर पर वास्तविक धातु की वस्तुओं को प्रिंट नहीं कर सकते हैं, फिर भी आप प्लास्टिक फिलामेंट का उपयोग कर सकते हैं जिसमें धातु पाउडर मिलाया जाता है। बेस्टफिलामेंट, कलरफैब, प्रोटोपास्टा और ट्रीडी फिलामेंट्स सभी दिलचस्प मेटल-पीएलए मिश्रित फिलामेंट्स पेश करते हैं। धातु पाउडर का एक महत्वपूर्ण प्रतिशत युक्त ये फिलामेंट्स, लगभग किसी भी 3 डी प्रिंटर पर कम तापमान (200 से 300 सेल्सियस) पर मुद्रित होने के लिए पर्याप्त लचीले रहते हैं। साथ ही, उनमें अंतिम वस्तु को धातु जैसा दिखने, महसूस करने और यहां तक ​​कि वजन करने के लिए पर्याप्त धातु होती है। लौह-आधारित तंतु कुछ परिस्थितियों में जंग भी खा जाते हैं।

लेकिन आप आगे जा सकते हैं. आमतौर पर, 3डी प्रिंटिंग फिलामेंट में 50 प्रतिशत तक धातु पाउडर मिलाया जाता है। डच कंपनी फॉर्मफुटुरा का कहना है कि उन्होंने 15 प्रतिशत पीएलए के साथ 85 प्रतिशत धातु पाउडर हासिल कर लिया है। इन फिलामेंट्स को मेटलफिल प्राचीन कांस्य और मेटलफिल क्लासिक कॉपर कहा जाता है। इन्हें 190 से 200 डिग्री सेल्सियस के "मध्यम" तापमान पर भी मुद्रित किया जा सकता है।

धातु 3डी प्रिंटिंग के लिए फिलामेंट स्पूल, इस मामले में स्टीलफिल और कॉपरफिल कलरफैब (स्टील और कांस्य), फॉर्मफुटुरा से प्राचीन कांस्य (प्राचीन कांस्य) से

यहां घर पर धातु मुद्रण के बारे में मुख्य बिंदु दिए गए हैं

• एक अद्वितीय धातु की सतह प्राप्त करें और देखें
• आभूषणों, मूर्तियों, घरेलू बर्तनों, प्रतिकृतियों के लिए आदर्श
• सहनशीलता
• वस्तुएँ लचीली नहीं हैं (संरचना पर निर्भर करती हैं)
• वस्तुएँ विघटित नहीं होतीं
• भोजन को सुरक्षित नहीं माना जाता
• विशिष्ट प्रिंट तापमान: 195 - 220°C
• ठंडा करने पर अत्यधिक कम सिकुड़न
• टेबल हीटिंग की आवश्यकता नहीं है
• मुद्रण जटिलता अधिक है, नोजल तापमान, फ़ीड दर, पोस्ट-प्रोसेसिंग की ठीक ट्यूनिंग की आवश्यकता है

मेटल 3डी प्रिंटिंग के लिए अपना होम प्रिंटर तैयार करना

चूंकि मेटल 3डी प्रिंट प्राप्त करना सामान्य से अधिक कठिन है, इसलिए आपको अपने 3डी प्रिंटर नोजल को अपग्रेड करने की आवश्यकता हो सकती है, खासकर यदि यह एक प्रिंटर है। प्रवेश के स्तर पर. धातु का फिलामेंट इसे जल्दी खराब कर देता है। कठोर पहनने वाले हॉट-एंड (जैसे E3D V6) हैं जो स्वयं धातु से बने होते हैं। वे उच्च तापमान का सामना कर सकते हैं और अधिकांश प्रिंटर में फिट हो सकते हैं। इस तथ्य के लिए तैयार रहें कि नोजल को बार-बार बदलना होगा, क्योंकि धातु का फिलामेंट बहुत अपघर्षक होता है।

आपको सतह की अंतिम फिनिशिंग (सफाई, पीसना, चिकनाई, वैक्सिंग या प्राइमिंग) का भी ध्यान रखना होगा ताकि मुद्रित धातु की वस्तु वैसी ही चमकती रहे जैसी उसे होनी चाहिए।

3डी प्रिंटिंग के लिए मेटल फिलामेंट की कीमत कितनी है?

और 3डी प्रिंटिंग के लिए मेटल फिलामेंट की कीमत कितनी है? - आप पूछना। यहां कुछ उदाहरण दिए गए हैं:

• बेस्टफिलामेंट के 500 ग्राम BFSteel और BFBronse कॉइल की कीमत 1600-1800 ₽ है
• ColorFabb का 750 ग्राम ब्रॉन्ज़फिल कॉइल $56.36 है
• ColorFabb का 750 ग्राम कॉपरफिल कॉइल $56.36 है
• प्रोटोपास्टा के पॉलिश करने योग्य स्टेनलेस स्टील पीएलए कंपोजिट की 56 ग्राम कीमत $56 है
• प्रोटोपास्टा का रस्टेबल मैग्नेटिक आयरन पीएलए कंपोजिट 500 ग्राम के लिए $34.99 है।

उद्योग में धातु 3डी प्रिंटिंग

लेकिन क्या होगा यदि आपको उच्च गुणवत्ता वाले परिणाम, या यहां तक ​​कि एक पूर्ण-धातु 3डी प्रिंट की आवश्यकता है? क्या व्यावसायिक आवश्यकताओं के लिए वास्तविक "मेटल" 3डी प्रिंटर खरीदा जाना चाहिए? हम इसकी अनुशंसा नहीं करेंगे - जब तक कि आप इसे हर दिन नहीं करेंगे। एक पेशेवर मेटल 3डी प्रिंटर महंगा है: ईओएस या स्ट्रैटैसिस डिवाइस की कीमत आपको 100-500 हजार डॉलर होगी। इसके अलावा, लागत और भी अधिक होगी, क्योंकि आपको मशीन को बनाए रखने के लिए एक ऑपरेटर, एक कर्मचारी को नियुक्त करना होगा, साथ ही प्रिंटआउट को अंतिम रूप देना होगा (उदाहरण के लिए पॉलिश करना)। बस एक नोट: 2016 में, एक किफायती धातु 3D प्रिंटर मौजूद नहीं था।

धातु 3डी प्रिंटिंग की लागत कम करना

यदि आप मेटल 3डी प्रिंटिंग व्यवसाय नहीं खोलने जा रहे हैं, लेकिन आपको अभी भी पेशेवर रूप से 3डी प्रिंटर पर बने धातु के हिस्से की आवश्यकता है, तो ऐसी सेवाएं प्रदान करने वाली उपयुक्त कंपनी से संपर्क करना बेहतर है। शेपवेज़, स्कल्प्टियो और आईमटेरियलाइज़ जैसी 3डी प्रिंटिंग सेवाएं सीधे धातु प्रिंटिंग की पेशकश करती हैं।

वर्तमान में, जब 3डी प्रिंटिंग होती है, तो वे निम्नलिखित धातु सामग्रियों के साथ काम करते हैं:

• अल्युमीनियम
• इस्पात
• पीतल
• कांस्य
• स्टर्लिंग सिल्वर
• सोना
• प्लैटिनम
• टाइटेनियम

यदि आप जौहरी हैं, तो आप कीमती धातुओं में ढले मोम के मॉडल भी ऑर्डर कर सकते हैं।

यदि हम मोम मॉडल के बारे में बात करते हैं, तो ज्यादातर मामलों में यह वे (बाद में पिघलने के साथ) होते हैं जिनका उपयोग धातुओं (सोने और चांदी सहित) के साथ छपाई करते समय किया जाता है। इन फर्मों द्वारा सभी ऑर्डर सीधे तौर पर निष्पादित नहीं किए जाते हैं। ऑर्डर पूरा करने के लिए वे आमतौर पर अन्य धातु 3डी प्रिंटिंग कंपनियों की ओर रुख करते हैं। हालाँकि, दुनिया भर में ऐसी सेवाओं की संख्या तेजी से बढ़ रही है। इसके अलावा, ऐसी सेवाएं प्रदान करने वाली कंपनियों में मेटल 3डी प्रिंटिंग तकनीकें आम होती जा रही हैं।

बड़ी कंपनियों में 3डी प्रिंटिंग इतनी लोकप्रिय होने का कारण यह है कि इसका उपयोग पूरी तरह से स्वचालित लाइनें बनाने के लिए किया जा सकता है जो "टोपोलॉजिकल रूप से अनुकूलित" भागों का उत्पादन करती हैं। इसका मतलब यह है कि कच्चे माल को ठीक करना और घटकों को मोटा बनाना तभी संभव है जब उन्हें भारी भार का सामना करना पड़े। सामान्य तौर पर, भागों का द्रव्यमान काफी कम हो जाता है, जबकि उनकी संरचनात्मक अखंडता संरक्षित रहती है। और यह इस तकनीक का एकमात्र लाभ नहीं है। कुछ मामलों में, उत्पाद लगभग सभी के लिए काफी सस्ता और किफायती साबित होता है।

कृपया ध्यान रखें कि मेटल 3डी प्रिंटिंग के लिए मॉडलिंग के लिए विशेष सीएडी प्रोग्राम की आवश्यकता होती है। शेपवेज़ - 3डी प्रिंटिंग मेटल दिशानिर्देशों की सिफारिशों पर ध्यान देना उचित है। विषय को और गहराई से जानने के लिए, संबंधित 3डी प्रिंटर और मेटल 3डी प्रिंटिंग की बारीकियों पर स्टेटेसिस की जानकारी देखें।

धातु 3डी प्रिंटिंग के लिए बेंची परीक्षण मॉडल मूल्य निर्धारण के कुछ उदाहरण यहां दिए गए हैं:

• धातु प्लास्टिक: $22,44 (पूर्व एल्युमाइड, एल्युमीनियम के साथ पीएलए)
• स्टेनलेस स्टील: $83,75 (पहना हुआ, पॉलिश किया हुआ)
• कांस्य: $299,91 (ठोस, पॉलिश)
• चाँदी: $713,47 (ठोस, दर्पण पॉलिश)
• सोना: $87,75 (सोना चढ़ाया हुआ, पॉलिश किया हुआ)
• सोना: $12,540(ठोस, 18k सोना)
• प्लैटिनम: $27,314(ठोस, पॉलिश)

जैसा कि आप उम्मीद कर सकते हैं, ठोस धातु 3डी प्रिंटिंग की कीमतें काफी अधिक हैं।

धातु 3डी प्रिंटिंग। अनुप्रयोग

GE LEAP विमान के इंजन के पुर्ज़े 3D एवियो एयरो फ़ैक्टरी में मुद्रित (फोटो: GE)

ऐसे कई उद्योग हैं जो रोजमर्रा की वस्तुएं बनाने के लिए पहले से ही 3डी प्रिंटर का उपयोग कर रहे हैं - आपको शायद पता भी नहीं होगा कि ये वस्तुएं मुद्रित होती हैं।

• सबसे आम मामला सर्जिकल और दंत प्रत्यारोपण का है, जिसे इस डिज़ाइन में अब रोगियों के लिए सबसे अच्छा विकल्प माना जाता है। कारण: उन्हें व्यक्तिगत आवश्यकताओं के अनुरूप बनाया जा सकता है।
• दूसरा उद्योग आभूषण है। यहां, अधिकांश निर्माताओं ने रेज़िन 3डी प्रिंटिंग और मोम कास्टिंग को छोड़ दिया है, और सीधे मेटल 3डी प्रिंटिंग पर स्विच कर रहे हैं।
• इसके अलावा, एयरोस्पेस उद्योग 3डी मुद्रित धातु वस्तुओं पर अधिक से अधिक निर्भर होता जा रहा है। इटालियन कंपनी Ge-AvioAero ऑल-मेटल 3D प्रिंटिंग करने वाली पहली कंपनी थी। यह LEAP विमान इंजनों के लिए घटक बनाती है।
• मेटल 3डी प्रिंटिंग को लक्षित करने वाला एक अन्य उद्योग ऑटोमोटिव उद्योग है। बीएमडब्ल्यू, ऑडी, एफसीए इस तकनीक पर गंभीरता से विचार कर रहे हैं, न केवल प्रोटोटाइप के लिए (इसके लिए 3डी प्रिंटिंग का उपयोग काफी समय से किया जा रहा है), बल्कि वास्तविक हिस्से बनाने के लिए भी।

हालाँकि, मेटल 3डी प्रिंटिंग वास्तव में शुरू होने से पहले, कुछ बाधाओं को दूर करना होगा। और सबसे पहले, यह एक उच्च कीमत है, जिसे मोल्डिंग के दौरान कम नहीं किया जा सकता है। एक अन्य समस्या कम उत्पादन गति है।

3डी धातु मुद्रण। प्रौद्योगिकियों

अधिकांश धातु 3डी प्रिंटिंग प्रक्रियाएं "एटोमाइज्ड" पाउडर से शुरू होती हैं

आप "मेटल" 3डी प्रिंटर के बारे में बहुत सारी बातें कर सकते हैं, लेकिन उनकी मुख्य समस्याएं किसी भी अन्य 3डी प्रिंटर की तरह ही हैं: सॉफ्टवेयर और हार्डवेयर सीमाएं, सामग्री अनुकूलन और बहु-भौतिकता। हम सॉफ़्टवेयर के बारे में अधिक बात नहीं करेंगे, हम केवल यह कहेंगे कि अधिकांश प्रमुख विशिष्ट सॉफ़्टवेयर कंपनियाँ, जैसे ऑटोडेस्क, सॉलिडवर्क्स और सॉलिडथिंकिंग, इस तथ्य पर यथासंभव ज़ोर देने का प्रयास करती हैं कि इसके परिणामस्वरूप कोई भी आकार प्राप्त किया जा सकता है। धातु 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया।

सामान्य तौर पर, धातु मुद्रित हिस्से पारंपरिक प्रक्रियाओं से बने हिस्सों की तरह ही टिकाऊ हो सकते हैं। डीएमएलएस तकनीक का उपयोग करके बनाए गए हिस्सों में कास्टिंग के बराबर यांत्रिक गुण होते हैं। इसके अलावा, एक अच्छे "धातु" 3डी प्रिंटर पर बनी वस्तुओं की सरंध्रता 99.5% तक पहुंच सकती है। वास्तव में, निर्माता स्ट्रैटासिस का दावा है कि घनत्व के लिए परीक्षण किए जाने पर 3डी मुद्रित धातु के हिस्से उद्योग मानकों से ऊपर प्रदर्शन करते हैं।

3डी मुद्रित धातु के अलग-अलग रिज़ॉल्यूशन हो सकते हैं। उच्चतम रिज़ॉल्यूशन पर, परत की मोटाई 0.0008 - 0.0012" है और X/Y रिज़ॉल्यूशन 0.012 - 0.016" है। न्यूनतम छेद व्यास 0.035 - 0.045" है।

हालाँकि, आइए विचार करें कि धातु 3डी प्रिंटिंग प्रौद्योगिकियाँ क्या हैं।

धातु 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया #1:

आज सबसे अधिक प्रासंगिक बड़ी कंपनियों द्वारा उपयोग की जाने वाली धातु 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया को पाउडर बेड फ्यूजन कहा जाता है। यह नाम इंगित करता है कि ऊर्जा का कुछ स्रोत (एक लेजर या अन्य ऊर्जा किरण) एक "परमाणु" पाउडर (यानी, एक धातु पाउडर जिसे सावधानीपूर्वक गोलाकार कणों में पीस दिया जाता है) को पिघला देता है, जिसके परिणामस्वरूप एक मुद्रित वस्तु की परतें बन जाती हैं।

दुनिया में मेटल 3डी प्रिंटर के आठ प्रमुख निर्माता हैं जो पहले से ही इस तकनीक का उपयोग करते हैं; जब हम यहां बात कर रहे हैं, तो ऐसी और भी कंपनियां हैं। इनमें से अधिकतर जर्मनी में हैं. उनकी प्रौद्योगिकियों को एसएलएम (सेलेक्टिव लेजर मेल्टिंग - सेलेक्टिव लेजर फ्यूजन) या डीएमएलएस (डायरेक्ट मेटल लेजर सिंटरिंग - डायरेक्ट मेटल लेजर सिंटरिंग) कहा जाता है।

धातु 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया #2:

ExOne 3DP तकनीक के साथ, धातु की वस्तुओं को फोर्ज में जलाने से पहले पाउडर को बांधकर मुद्रित किया जाता है (फोटो: ExOne)

एक अन्य पेशेवर दृष्टिकोण जो पाउडर बेस का भी उपयोग करता है उसे बाइंडर जेटिंग कहा जाता है। इस मामले में, परतें धातु के कणों को एक साथ चिपकाकर और फिर उन्हें उच्च तापमान वाली भट्टी में सिंटरिंग (या फ़्यूज़िंग) करके बनाई जाती हैं, जैसे कि यह सिरेमिक के साथ किया जाता है।

एक अन्य विकल्प, जो सिरेमिक के साथ काम करने के समान है, धातु पाउडर को धातु पेस्ट में मिलाना है। एक वायवीय रूप से निकाला गया 3डी प्रिंटर (सिरिंज बायोप्रिंटर या एक सस्ते खाद्य प्रिंटर के समान) 3डी ऑब्जेक्ट बनाता है। जब आवश्यक आकार प्राप्त हो जाता है, तो वस्तु को भट्टी में भेज दिया जाता है, अर्थात। पहाड़ों पर

यह दृष्टिकोण मिनी मेटल मेकर द्वारा अपनाया गया है, जो स्पष्ट रूप से एकमात्र सस्ता "मेटल" 3डी प्रिंटर है।

धातु 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया #3:

ऐसा लग सकता है कि धातु के काम से बची एकमात्र 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया परत-दर-परत जमाव है। यह पूरी तरह से सच नहीं है। बेशक, कुछ डेस्कटॉप डिवाइस पर, केवल धातु के धागों को आधार से जोड़ने से काम नहीं चलेगा। हालाँकि, बहुत बड़ी स्टील कंपनियाँ ऐसा कर सकती हैं। और वे करते हैं. "मेटल सरफेसिंग" के साथ काम करने के लिए दो विकल्प हैं।

एक को DED (डायरेक्टेड एनर्जी डिपोजिशन) या लेजर क्लैडिंग (लेजर क्लैडिंग) कहा जाता है। यहां, धातु पाउडर को पिघलाने के लिए एक लेजर बीम का उपयोग किया जाता है, जो धीरे-धीरे निकलता है और एक परत के रूप में जम जाता है, और पाउडर को रोबोटिक बांह का उपयोग करके खिलाया जाता है।

आमतौर पर पूरी प्रक्रिया एक बंद कक्ष में होती है, लेकिन एमएक्स3डी परियोजना में, एक पूर्ण आकार के पुल के निर्माण में परिचित 3डी प्रिंटिंग की तकनीकों का उपयोग किया गया। धातु संलयन के लिए एक अन्य विकल्प को ईबीएएम (इलेक्ट्रॉन बीम एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग - एडिटिव इलेक्ट्रॉन बीम टेक्नोलॉजी) कहा जाता है, जो अनिवार्य रूप से सोल्डरिंग है, जिसमें 3 मिमी टाइटेनियम तार को पिघलाने के लिए एक बहुत शक्तिशाली इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग किया जाता है, और पिघला हुआ धातु बहुत बड़ी तैयार संरचनाएं बनाता है। . जहां तक ​​इस तकनीक की बात है तो इसकी जानकारी अब तक केवल सेना को ही है।

धातु 3डी प्रिंटिंग। धातुओं

शुद्ध टाइटेनियम (Ti64 या TiAl4V) 3डी प्रिंटिंग के लिए सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली धातुओं में से एक है, यह निश्चित रूप से सबसे बहुमुखी, मजबूत और हल्की धातुओं में से एक है। टाइटेनियम का उपयोग पूर्वनिर्मित परत में पिघलने की प्रक्रिया और बाइंडर के छिड़काव की प्रक्रिया दोनों में किया जाता है और इसका उपयोग मुख्य रूप से चिकित्सा उद्योग (व्यक्तिगत कृत्रिम अंग के निर्माण के लिए), साथ ही एयरोस्पेस उद्योग, ऑटोमोटिव और मशीन टूल्स में किया जाता है ( भागों और प्रोटोटाइप के निर्माण के लिए)। लेकिन एक समस्या है. टाइटेनियम बहुत प्रतिक्रियाशील है और पाउडर के रूप में आसानी से फट जाता है। इसलिए, यह आवश्यक है कि टाइटेनियम 3डी प्रिंटिंग निर्वात या आर्गन वातावरण में हो।

3डी प्रिंटिंग के लिए स्टेनलेस स्टील सबसे सस्ती धातुओं में से एक है। साथ ही, यह बहुत टिकाऊ है और इसका उपयोग विनिर्माण और यहां तक ​​कि कलात्मक और डिज़ाइन अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में किया जा सकता है। जिस प्रकार के स्टील मिश्र धातु का उपयोग किया जाता है उसमें कोबाल्ट और निकल भी होता है, इसे तोड़ना बहुत मुश्किल होता है और इसमें बहुत अधिक लोच होती है। स्टेनलेस स्टील का उपयोग लगभग विशेष रूप से उद्योग में किया जाता है।

इनकोनेल स्पेशल मेटल्स कॉर्पोरेशन द्वारा निर्मित एक सुपरअलॉय है, जो पंजीकृत है ट्रेडमार्क. मिश्र धातु में मुख्य रूप से निकल और क्रोमियम होता है और यह बहुत गर्मी प्रतिरोधी है। इसलिए, इसका उपयोग तेल, रसायन और एयरोस्पेस (ब्लैक बॉक्स के लिए) उद्योगों में किया जाता है।

अपने हल्केपन और बहुमुखी प्रतिभा के कारण, एल्युमीनियम 3डी प्रिंटिंग में बहुत लोकप्रिय है। आमतौर पर एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं का उपयोग किया जाता है।

इस मिश्र धातु में बहुत अधिक विशिष्ट शक्ति होती है (अर्थात, ताकत को घनत्व से विभाजित किया जाता है, जो आम तौर पर प्रति इकाई क्षेत्र को तोड़ने के लिए आवश्यक बल को इंगित करता है)। इसका उपयोग आमतौर पर टर्बाइन, दंत चिकित्सा और आर्थोपेडिक प्रत्यारोपण के निर्माण में किया जाता है, जहां 3डी प्रिंटिंग प्रमुख तकनीक बन गई है।

कुछ अपवादों को छोड़कर, तांबे और कांस्य का उपयोग मोम पिघलने की प्रक्रिया में किया जाता है, शायद ही कभी परत पिघलने में। तथ्य यह है कि ये धातुएँ उद्योग के लिए बहुत उपयुक्त नहीं हैं, इनका उपयोग अक्सर कला और शिल्प के कार्यों के निर्माण में किया जाता है। ColorFabb दोनों धातुओं को एक विशेष धातु फिलामेंट के आधार के रूप में पेश करता है।

लोहा, सहित. चुंबकीय, मुख्य रूप से पीएलए-आधारित फिलामेंट्स के लिए एक योजक के रूप में भी उपयोग किया जाता है, जो उदाहरण के लिए, प्रोटोपास्टा और ट्रीडी द्वारा उत्पादित होते हैं।

अधिकांश पूर्वनिर्मित पिघली हुई कंपनियां सोना, चांदी और प्लैटिनम जैसी कीमती धातुओं को 3डी प्रिंट कर सकती हैं। यहां, सामग्रियों के सौंदर्य गुणों के संरक्षण के साथ-साथ, महंगे शुरुआती पाउडर के साथ काम का अनुकूलन हासिल करना महत्वपूर्ण है। आभूषणों, चिकित्सा अनुप्रयोगों और इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए कीमती धातु 3डी प्रिंटिंग की आवश्यकता होती है।

धातु 3डी प्रिंटिंग। मुद्रक

संकोच भी न करें - मेटल 3डी प्रिंटर की खरीदारी आपके बजट से कम नहीं रहेगी। इसकी लागत कम से कम 100-250 हजार डॉलर होगी। यहां विभिन्न प्रकार के "मेटल" प्रिंटरों की सूची दी गई है, जिनमें से कुछ 3डी प्रिंटिंग सेवाएं प्रदान करने वाली कंपनियों में पाए जा सकते हैं।

#1 धातु 3डी प्रिंटर:

Sciaky EBAM 300 - मेटल फिलामेंट प्रिंटिंग

यदि आपको वास्तव में बड़ी धातु संरचनाओं को मुद्रित करने की आवश्यकता है, तो साइआकी की ईबीएएम तकनीक आपके लिए सबसे अच्छा विकल्प है। ऑर्डर के अनुसार, डिवाइस को लगभग किसी भी आकार में बनाया जा सकता है। इस तकनीक का उपयोग मुख्य रूप से एयरोस्पेस उद्योग और सेना में किया जाता है।

साइआकी के सीरियल प्रिंटरों में सबसे बड़ा EBAM 300 है। यह 5791 × 1219 × 1219 मिमी की मात्रा में वस्तुओं को प्रिंट करता है।

कंपनी का दावा है कि EBAM 300 व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सबसे तेज़ औद्योगिक 3D प्रिंटरों में से एक है। एक विमान के लिए तीन मीटर आकार का टाइटेनियम भाग 48 घंटे में इस पर मुद्रित होता है, जबकि सामग्री की खपत लगभग 7 किलोग्राम प्रति घंटा है। सामान्य तौर पर, जाली हिस्से जिन्हें पूरा होने में आमतौर पर 6-12 महीने लगते हैं, उन्हें इस 3डी प्रिंटर से 2 दिनों में बनाया जा सकता है।

स्कियाकी की अनूठी तकनीक 3 मिमी टाइटेनियम रॉड को 3 से 9 किलोग्राम प्रति घंटे की मानक पिघलने की दर पर पिघलाने के लिए एक उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करती है।

मेटल 3डी प्रिंटर #2:

फैब्रिसोनिक यूएएम - अल्ट्रासोनिक 3डी प्रिंटिंग

बड़े धातु भागों को मुद्रित करने का दूसरा तरीका फैब्रिसोनिक का यूएएम (अल्ट्रासाउंड एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग टेक्नोलॉजी) है। इस कंपनी के उपकरण तीन-अक्ष सीएनसी कटर हैं, जिनमें प्रक्रिया की संवेदनशीलता के लिए वेल्डिंग हेड जोड़े जाते हैं।

धातु की परतों को पहले काटा जाता है और फिर अल्ट्रासोनिक रूप से वेल्ड किया जाता है। अधिकांश बड़ा प्रिंटरफैब्रिसोनिक 7200 2 x 2 x 1.5 मीटर की मात्रा में संचालित होता है।

धातु 3डी प्रिंटर #3:

बाज़ार में सबसे बड़ा मेटल पाउडर 3D प्रिंटर कॉन्सेप्ट लेज़र XLine 1000 है। इसका मॉडलिंग वॉल्यूम 630 × 400 × 500 मिमी है और यह एक घर के आकार का है।

इसकी जर्मन कंपनी, एयरबस जैसे एयरोस्पेस दिग्गजों के लिए 3डी प्रिंटर के मुख्य आपूर्तिकर्ताओं में से एक, ने हाल ही में एक नई मशीन, एक्सलाइन 2000 पेश की है।

यह उपकरण दो लेजर का उपयोग करता है, और कार्यशील मात्रा 800 × 400 × 500 मिमी है। कॉन्सेप्ट लेजर से लेजरक्यूसिंग लेजर तकनीक (चयनात्मक लेजर फ्यूजन का एक प्रकार) का उपयोग करता है, जो आपको स्टील, एल्यूमीनियम, निकल, टाइटेनियम, कीमती धातुओं और यहां तक ​​कि कुछ शुद्ध पदार्थों (टाइटेनियम और स्टेनलेस स्टील) के मिश्र धातुओं को प्रिंट करने की अनुमति देता है।

धातु 3डी प्रिंटिंग। सेवाएं

दुनिया भर में 100 से अधिक कंपनियां मेटल 3डी प्रिंटिंग सेवाएं प्रदान कर रही हैं। हम उपभोक्ता आवश्यकताओं के लिए सबसे लोकप्रिय सेवाओं की सूची बनाते हैं।

#1 मेटल 3डी प्रिंटिंग सेवा: शेपवेज़

दुनिया की सबसे लोकप्रिय 3डी प्रिंटिंग सेवा, शेपवेज़, दो प्रकार की सेवाएँ प्रदान करती है। एक उपभोक्ता के रूप में, आप पेशेवर रूप से डिज़ाइन की गई वस्तुओं की एक विस्तृत श्रृंखला में से चुन सकते हैं, उन्हें अनुकूलित कर सकते हैं, और फिर उन्हें अपने विनिर्देशों के अनुसार मुद्रित कर सकते हैं। अन्य 3डी प्रिंटिंग सेवाओं की तरह, शेपवेज़ डिजाइनरों को अपना काम बेचने और प्रिंट करने के लिए एक बाज़ार प्रदान करता है। शेपवेज़ रैपिड प्रोटोटाइपिंग के लिए भी एक अच्छी जगह है: ग्राहकों को औद्योगिक-ग्रेड प्रिंटर (ईओएस, 3डी सिस्टम) और व्यक्तिगत तकनीकी सहायता से लाभ मिलता है।

3डी प्रिंटिंग के लिए धातुएँ:एल्यूमीनियम, पीतल, कांस्य, सोना, प्लैटिनम, कीमती धातु चढ़ाना, चांदी, स्टील। आभूषण प्रयोजनों के लिए मोम के सांचे भी उपलब्ध हैं।

मेटल 3डी प्रिंटिंग सेवा #2: स्कल्प्टो

शेपवेज़ और i.materialise की तरह, Sculpteo एक ऑनलाइन 3D प्रिंटिंग सेवा है जो किसी को भी 3D मॉडल अपलोड करने और उन्हें सामग्रियों की एक विस्तृत श्रृंखला में उत्पादन के लिए भेजने की अनुमति देती है। अपने प्रतिस्पर्धियों की तरह, स्कल्प्टियो शौक़ीन लोगों और पेशेवरों को अपने डिज़ाइन प्रदर्शित करने और बेचने के लिए एक मंच प्रदान करता है। स्कल्प्टो प्रिंटर्स के समूह में 3D सिस्टम्स, EOS, स्ट्रैटैसिस और ZCorp की अत्यधिक पेशेवर मशीनें शामिल हैं। व्यापक तकनीकी दस्तावेजडिज़ाइन में खामियों की पहचान करने और परियोजना के लिए सही सामग्री चुनने में मदद मिलेगी।

3डी प्रिंटिंग के लिए धातुएँ:एल्यूमिड (एल्यूमीनियम कणों वाला प्लास्टिक), पीतल, चांदी।

धातु 3डी प्रिंटिंग सेवा #3: iMaterialise

मटेरियलाइज़ एक ऐसी कंपनी है जो 3डी मुद्रित उत्पादों के प्रोटोटाइप के लिए औद्योगिक ग्राहकों के साथ काम करती है। के लिए सामान्य उपयोगकर्ताऔर डिज़ाइनर मटेरियलाइज़ एक ऑनलाइन 3डी प्रिंटिंग सेवा प्रदान करते हैं जिसे i.materialise कहा जाता है। शेपवेज़ की तरह, यह सेवा किसी को भी अपने 3डी डिज़ाइन अपलोड करने और उन्हें प्रिंट करने की अनुमति देती है। एक बार जब कोई ऑब्जेक्ट अपलोड हो जाता है और सफलतापूर्वक प्रिंट हो जाता है, तो एक डिज़ाइनर इसे i.materalise ऑनलाइन स्टोर की गैलरी में या अपनी साइट पर कुछ कोड एम्बेड करके बिक्री के लिए सूचीबद्ध कर सकता है।

3डी प्रिंटिंग के लिए धातुएँ:एल्युमाइड (एल्यूमीनियम पाउडर के साथ प्लास्टिक), पीतल, कांस्य, तांबा, सोना, चांदी, स्टील, टाइटेनियम।

मेटल 3डी प्रिंटिंग सेवा #4: 3डी हब

3डी हब के माध्यम से, आप उन व्यक्तियों और व्यवसायों को खोज सकते हैं जो आपके क्षेत्र में 3डी प्रिंटिंग सेवाएं प्रदान करते हैं, एसटीएल फाइलें अपलोड कर सकते हैं (जिनका दोषों के लिए तुरंत मूल्यांकन किया जाता है), और काम पूरा करने के लिए सीधे सेवा प्रदाताओं से संपर्क कर सकते हैं। ऑनलाइन 3डी प्रिंटिंग सेवा आपको सामग्री, ग्राहक रेटिंग, दूरी और कई अन्य मापदंडों के आधार पर ऑफ़र को क्रमबद्ध करने की भी अनुमति देती है। आप जो भी वस्तु मुद्रित करना चाहते हैं, संभावना है कि आस-पास कोई है जो यह कर सकता है। बड़ी संख्या में सामग्रियों को औद्योगिक गुणवत्ता में मुद्रित किया जा सकता है, ऐसी सामग्रियों में खोज क्षेत्र में एचडी चिह्न होता है।

3डी प्रिंटिंग के लिए धातुएँ:एल्यूमीनियम, कांस्य, कोबाल्ट-क्रोमियम, स्टेनलेस स्टील, टाइटेनियम।

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 पर बहस करना 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 निकट भविष्य में ऐसे प्रिंटर अड्डों और निर्माण स्थलों पर स्थित होंगे, लेकिन अभी के लिए यह उनके प्रकार और संचालन के सिद्धांत को समझने लायक है।

एक 3डी प्रिंटर, जो प्रौद्योगिकियों 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।

काम कैसा चल रहा है?

अब स्टील के साथ 3डी प्रिंटिंग सबसे अधिक बार की जाती है, यह इस तथ्य के कारण होता है कि लेजर और दोनों इंकजेट प्रिंटर. दोनों ही मामलों में, द्रव्यमान को परत दर परत लगाया जाता है, जिससे वांछित वस्तु बन जाएगी। उसके बाद, एक पर्याप्त रूप से ठोस मॉडल निर्माण के लिए एक विशेष मंच पर "विकसित" होगा। चयनात्मक लेजर सिंटरिंग, इलेक्ट्रॉन बीम पिघलने और जमाव इंकजेट मॉडलिंग पर वर्तमान में प्रकाश डाला गया है। इनमें से प्रत्येक विकल्प अलग-अलग होगा और कुछ उद्योगों में इनका सबसे अच्छा उपयोग किया जाएगा।

बेशक, जो मॉडल प्लास्टिक से नहीं बल्कि धातु से बने होते हैं, वे अधिक मजबूत होंगे और उनमें अधिक डिज़ाइन समाधान होंगे। इसके अलावा, भविष्य में, निर्मित भागों को बिना किसी समस्या के अभ्यास में उपयोग किया जा सकता है, 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, बड़ी संख्या में त्रुटियों से बचने में मदद कर सकती है।

उत्पाद की कीमत क्या होगी?

अक्सर, मॉडल की लागत 3 संकेतकों पर आधारित होगी:

1. विकल्प. इसमें आयाम और आयतन शामिल हैं।
2. ऑर्डर किए गए उत्पाद की गति.
3. धातु का प्रकार जिसका उपयोग भागों को बनाने के लिए किया जाता है, साथ ही निर्माण के बाद उपचार की संख्या भी।

सामग्री की कीमतें भिन्न हो सकती हैं। सीधे कंपनी से जांच करना सबसे अच्छा है, लेकिन आमतौर पर एक घन सेंटीमीटर स्टेनलेस स्टील की कीमत लगभग 550 रूबल 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।