3D പ്രിന്റിംഗ് കൂടുതൽ പ്രചാരത്തിലാകുന്നത് നിങ്ങൾ ശ്രദ്ധിച്ചിട്ടുണ്ടോ? കുറച്ച് വർഷങ്ങൾക്ക് മുമ്പ് ചെറിയ പ്ലാസ്റ്റിക് കളിപ്പാട്ടങ്ങളും കൺസെപ്റ്റ് മോഡലുകളും നിർമ്മിച്ചിരുന്ന ഇതിന് ഇപ്പോൾ വീടുകൾ, പല്ലുകൾ, മനുഷ്യാവയവങ്ങൾ പോലും അച്ചടിക്കാൻ കഴിയും! അതിന്റെ വികസനം ഒരു റോക്കറ്റ് പോലെയാണ്.
എന്നാൽ ജനപ്രീതി ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, വ്യാവസായിക നിർമ്മാണത്തിൽ 3D പ്രിന്റിംഗ് യഥാർത്ഥത്തിൽ മുൻകൈയെടുക്കാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, പ്ലാസ്റ്റിക്കുകളും റെസിനുകളും പോലുള്ള "സോഫ്റ്റ് പെർസിമോണുകളെ" മാത്രം ആശ്രയിക്കാൻ അതിന് കഴിയില്ല. പ്രദർശന കഷണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ഇത് നല്ലതാണ്, എന്നാൽ അങ്ങേയറ്റത്തെ പരിതസ്ഥിതികളെ നേരിടാൻ കഴിയുന്ന ഉയർന്ന താപനില ഭാഗങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന ശക്തി, വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള കൃത്യതയുള്ള ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുമ്പോൾ, പല വസ്തുക്കളും ഉടനടി അനുയോജ്യമല്ലാതായി മാറുന്നു.
നമ്മുടെ ഇന്നത്തെ ലേഖനത്തിലെ നായകൻ കടന്നുവരുന്നത് ഇവിടെയാണ്—അലുമിന പൊടി"കൊറണ്ടം" എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഈ മെറ്റീരിയൽ ഒരു തരത്തിലും പുഷ്-ഓവർ അല്ല, ഉയർന്ന കാഠിന്യം, നാശന പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം, മികച്ച ഇൻസുലേഷൻ എന്നിങ്ങനെയുള്ള സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ഇതിനുണ്ട്. പരമ്പരാഗത വ്യവസായങ്ങളിൽ, റിഫ്രാക്റ്ററി വസ്തുക്കൾ, അബ്രാസീവ്സ്, സെറാമിക്സ്, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ ഇത് ഇതിനകം തന്നെ ഒരു പരിചയസമ്പന്നനാണ്.
അപ്പോൾ ചോദ്യം ഇതാണ്, ഒരു പരമ്പരാഗത, "കടുപ്പമുള്ള" മെറ്റീരിയൽ അത്യാധുനിക "ഡിജിറ്റൽ ഇന്റലിജന്റ് മാനുഫാക്ചറിംഗ്" സാങ്കേതികവിദ്യയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുമ്പോൾ എങ്ങനെയുള്ള തീപ്പൊരികൾ ഉയർന്നുവരും? ഉത്തരം: ഒരു നിശബ്ദ മെറ്റീരിയൽ വിപ്ലവം നടക്കുകയാണ്.
Ⅰ. എന്തിനാണ് അലുമിന? എന്തുകൊണ്ടാണ് അത് അച്ചിൽ പൊട്ടുന്നത്?
ആദ്യം, 3D പ്രിന്റിംഗ് മുമ്പ് സെറാമിക് വസ്തുക്കളെ ഇഷ്ടപ്പെട്ടിരുന്നില്ല എന്ന് ചർച്ച ചെയ്യാം. ഇതിനെക്കുറിച്ച് ചിന്തിക്കുക: പ്ലാസ്റ്റിക് അല്ലെങ്കിൽ ലോഹ പൊടികൾ ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് സിന്റർ ചെയ്യുമ്പോഴോ എക്സ്ട്രൂഡ് ചെയ്യുമ്പോഴോ നിയന്ത്രിക്കാൻ താരതമ്യേന എളുപ്പമാണ്. എന്നാൽ സെറാമിക് പൊടികൾ പൊട്ടുന്നതും ഉരുകാൻ പ്രയാസവുമാണ്. ലേസറുകൾ സിന്റർ ചെയ്യുകയും പിന്നീട് അവയെ രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുമ്പോൾ വളരെ ഇടുങ്ങിയ പ്രക്രിയ വിൻഡോ ഉണ്ട്, ഇത് അവയെ വിള്ളലിനും രൂപഭേദത്തിനും സാധ്യതയുള്ളതാക്കുന്നു, ഇത് അസഹനീയമാംവിധം കുറഞ്ഞ വിളവിന് കാരണമാകുന്നു.
അപ്പോൾ അലുമിന എങ്ങനെയാണ് ഈ പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നത്? അത് മൃഗീയ ശക്തിയെ ആശ്രയിക്കുന്നില്ല, മറിച്ച് "ചാതുര്യത്തെ" ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.
3D പ്രിന്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും മെറ്റീരിയൽ ഫോർമുലേഷനുകളുടെയും ഏകോപിത പരിണാമത്തിലാണ് പ്രധാന വഴിത്തിരിവ്. ബൈൻഡർ ജെറ്റിംഗ്, സ്റ്റീരിയോലിത്തോഗ്രാഫി പോലുള്ള നിലവിലെ മുഖ്യധാരാ സാങ്കേതികവിദ്യകൾ "കർവ് സമീപനം" ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ബൈൻഡർ ജെറ്റിംഗ്: ഇത് വളരെ ബുദ്ധിപരമായ ഒരു നീക്കമാണ്. ലേസർ ഉപയോഗിച്ച് അലുമിനിയം ഓക്സൈഡ് പൊടി നേരിട്ട് ഉരുക്കുന്ന പരമ്പരാഗത രീതികളിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഈ രീതി ആദ്യം അലുമിനിയം ഓക്സൈഡ് പൊടിയുടെ നേർത്ത പാളി പ്രയോഗിക്കുന്നു. തുടർന്ന്, ഒരു കൃത്യമായ ഇങ്ക്ജെറ്റ് പ്രിന്റർ പോലെ, പ്രിന്റ് ഹെഡ് ആവശ്യമുള്ള ഭാഗത്ത് ഒരു പ്രത്യേക "പശ" സ്പ്രേ ചെയ്യുന്നു, പൊടി പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിക്കുന്നു. പൊടിയുടെയും പശയുടെയും ഈ പാളി-പാളി പ്രയോഗം ഒടുവിൽ ഒരു പ്രാഥമിക ആകൃതിയിലുള്ള "പച്ച ശരീരം" നൽകുന്നു. ഈ പച്ച ശരീരം ഇതുവരെ ഖരരൂപത്തിലല്ല, അതിനാൽ, സെറാമിക്സ് പോലെ, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ചൂളയിൽ - സിന്ററിംഗിൽ - ഇത് അന്തിമ "അഗ്നിയുടെ സ്നാനത്തിന്" വിധേയമാകുന്നു. സിന്ററിംഗിന് ശേഷം മാത്രമേ കണികകൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ പരസ്പരം ദൃഢമായി ബന്ധിക്കപ്പെടുകയുള്ളൂ, പരമ്പരാഗത സെറാമിക്സിനോട് അടുക്കുന്ന മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ കൈവരിക്കുന്നു.
സെറാമിക്സ് നേരിട്ട് ഉരുക്കുന്നതിന്റെ വെല്ലുവിളികളെ ഇത് സമർത്ഥമായി മറികടക്കുന്നു. ആദ്യം 3D പ്രിന്റിംഗ് ഉപയോഗിച്ച് ഭാഗം രൂപപ്പെടുത്തുകയും പിന്നീട് പരമ്പരാഗത സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉപയോഗിച്ച് അതിന് ആത്മാവും ശക്തിയും നൽകുകയും ചെയ്യുന്നതുപോലെയാണിത്.
II. ഈ "മുന്നേറ്റം" യഥാർത്ഥത്തിൽ എവിടെയാണ് പ്രകടമാകുന്നത്? പ്രവർത്തനരഹിതമായ സംസാരം വെറും ശൂന്യമായ സംസാരമാണ്.
ഒരു വഴിത്തിരിവ് എന്ന് നിങ്ങൾ അതിനെ വിളിക്കുകയാണെങ്കിൽ, യഥാർത്ഥ വൈദഗ്ദ്ധ്യം ഉണ്ടായിരിക്കണം, അല്ലേ? തീർച്ചയായും, 3D പ്രിന്റിംഗിൽ അലുമിനിയം ഓക്സൈഡ് പൊടിയുടെ പുരോഗതി കേവലം "ആദ്യം മുതൽ" എന്നല്ല, മറിച്ച് യഥാർത്ഥത്തിൽ "നല്ലതിൽ നിന്ന് മികച്ചതിലേക്ക്", മുമ്പ് പരിഹരിക്കാനാവാത്ത നിരവധി വേദന പോയിന്റുകൾ പരിഹരിക്കുന്നു.
ഒന്നാമതായി, "ചെലവേറിയത്" എന്നതിന്റെ പര്യായമായ "സങ്കീർണ്ണത" എന്ന ആശയത്തെ ഇത് ഇല്ലാതാക്കുന്നു. പരമ്പരാഗതമായി, സങ്കീർണ്ണമായ ആന്തരിക പ്രവാഹ ചാനലുകളുള്ള നോസിലുകൾ അല്ലെങ്കിൽ ചൂട് എക്സ്ചേഞ്ചറുകൾ പോലുള്ള അലുമിന സെറാമിക്സ് പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നത് പൂപ്പൽ രൂപീകരണത്തെയോ മെഷീനിംഗിനെയോ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് ചെലവേറിയതും സമയമെടുക്കുന്നതുമാണ്, കൂടാതെ ചില ഘടനകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ അസാധ്യമാക്കുന്നു. എന്നാൽ ഇപ്പോൾ, നിങ്ങൾക്ക് രൂപകൽപ്പന ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന ഏതൊരു സങ്കീർണ്ണ ഘടനയുടെയും നേരിട്ടുള്ള, "പൂപ്പൽ രഹിത" സൃഷ്ടിക്ക് 3D പ്രിന്റിംഗ് അനുവദിക്കുന്നു. അവിശ്വസനീയമാംവിധം ഭാരം കുറഞ്ഞതും എന്നാൽ വളരെ ശക്തവുമായ ഒരു ആന്തരിക ബയോമിമെറ്റിക് ഹണികോമ്പ് ഘടനയുള്ള ഒരു അലുമിന സെറാമിക് ഘടകം സങ്കൽപ്പിക്കുക. എയ്റോസ്പേസ് വ്യവസായത്തിൽ, ഭാരം കുറയ്ക്കുന്നതിനും പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനുമുള്ള ഒരു യഥാർത്ഥ "മാജിക് ആയുധം" ഇതാണ്.
രണ്ടാമതായി, ഇത് "പ്രവർത്തനത്തിന്റെയും രൂപത്തിന്റെയും പൂർണ്ണമായ സംയോജനം" കൈവരിക്കുന്നു. ചില ഭാഗങ്ങൾക്ക് സങ്കീർണ്ണമായ ജ്യാമിതികളും ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം, വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം, ഇൻസുലേഷൻ തുടങ്ങിയ പ്രത്യേക പ്രവർത്തനങ്ങളും ആവശ്യമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, സെമികണ്ടക്ടർ വ്യവസായത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന സെറാമിക് ബോണ്ട് ആയുധങ്ങൾ ഭാരം കുറഞ്ഞതും, അതിവേഗ ചലനത്തിന് പ്രാപ്തിയുള്ളതും, പൂർണ്ണമായും ആന്റി-സ്റ്റാറ്റിക്, വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധശേഷിയുള്ളതുമായിരിക്കണം. മുമ്പ് ഒന്നിലധികം ഭാഗങ്ങൾ കൂട്ടിച്ചേർക്കാൻ ആവശ്യമായിരുന്നത് ഇപ്പോൾ അലുമിനയിൽ നിന്ന് നേരിട്ട് 3D പ്രിന്റ് ചെയ്ത് ഒറ്റ, സംയോജിത ഘടകമായി ഉപയോഗിക്കാം, ഇത് വിശ്വാസ്യതയും പ്രകടനവും ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
മൂന്നാമതായി, വ്യക്തിഗതമാക്കിയ കസ്റ്റമൈസേഷന്റെ ഒരു സുവർണ്ണ കാലഘട്ടത്തിലേക്ക് ഇത് നയിക്കുന്നു. വൈദ്യശാസ്ത്ര മേഖലയിൽ ഇത് പ്രത്യേകിച്ചും ശ്രദ്ധേയമാണ്. മനുഷ്യ അസ്ഥികൾ വളരെയധികം വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, മുൻകാല കൃത്രിമ അസ്ഥി ഇംപ്ലാന്റുകൾക്ക് നിശ്ചിത വലുപ്പങ്ങളുണ്ടായിരുന്നു, ഇത് ശസ്ത്രക്രിയയ്ക്കിടെ ഡോക്ടർമാരെ അവയുമായി പൊരുത്തപ്പെടാൻ നിർബന്ധിതരാക്കി. ഇപ്പോൾ, ഒരു രോഗിയിൽ നിന്നുള്ള സിടി സ്കാൻ ഡാറ്റ ഉപയോഗിച്ച്, രോഗിയുടെ രൂപഘടനയുമായി തികച്ചും പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഒരു പോറസ് അലുമിന സെറാമിക് ഇംപ്ലാന്റ് നേരിട്ട് 3D പ്രിന്റ് ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഈ സുഷിര ഘടന ഭാരം കുറഞ്ഞതാണെന്നു മാത്രമല്ല, അസ്ഥി കോശങ്ങൾ അതിലേക്ക് വളരാൻ അനുവദിക്കുകയും യഥാർത്ഥ "ഓസിയോഇന്റഗ്രേഷൻ" നേടുകയും ഇംപ്ലാന്റിനെ ശരീരത്തിന്റെ ഒരു ഭാഗമാക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത്തരത്തിലുള്ള ഇഷ്ടാനുസൃത മെഡിക്കൽ പരിഹാരം മുമ്പ് സങ്കൽപ്പിക്കാൻ പോലും കഴിയാത്തതായിരുന്നു.
Ⅲ. ഭാവി വന്നിരിക്കുന്നു, പക്ഷേ വെല്ലുവിളികൾ പെരുകിയിരിക്കുന്നു.
തീർച്ചയായും, നമുക്ക് വെറുതെ സംസാരിക്കാൻ കഴിയില്ല. 3D പ്രിന്റിംഗിൽ അലുമിന പൊടിയുടെ പ്രയോഗം ഇപ്പോഴും വളർന്നുവരുന്ന ഒരു "പ്രതിഭ" പോലെയാണ്, അതിന് വളരെയധികം സാധ്യതകളുണ്ട്, പക്ഷേ ചില കൗമാര വെല്ലുവിളികളും ഉണ്ട്.
ചെലവ് ഉയർന്നതാണ്: 3D പ്രിന്റിംഗിന് അനുയോജ്യമായ ഉയർന്ന പരിശുദ്ധിയുള്ള ഗോളാകൃതിയിലുള്ള അലുമിന പൊടി അന്തർലീനമായി ചെലവേറിയതാണ്. ഇതിനുപുറമെ, ദശലക്ഷക്കണക്കിന് ഡോളർ വിലമതിക്കുന്ന പ്രത്യേക പ്രിന്റിംഗ് ഉപകരണങ്ങളും തുടർന്നുള്ള സിന്ററിംഗ് പ്രക്രിയയുടെ ഊർജ്ജ ഉപഭോഗവും കൂടി ചേർത്താൽ, ഒരു അലുമിന ഭാഗം പ്രിന്റ് ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ചെലവ് ഉയർന്നതായി തുടരുന്നു.
ഉയർന്ന പ്രക്രിയ തടസ്സങ്ങൾ: സ്ലറി തയ്യാറാക്കൽ, പ്രിന്റിംഗ് പാരാമീറ്റർ ക്രമീകരണം മുതൽ പോസ്റ്റ്-പ്രോസസ്സിംഗ് ഡീബൈൻഡിംഗ്, സിന്ററിംഗ് കർവ് നിയന്ത്രണം വരെ, ഓരോ ഘട്ടത്തിനും ആഴത്തിലുള്ള വൈദഗ്ധ്യവും സാങ്കേതിക ശേഖരണവും ആവശ്യമാണ്. വിള്ളൽ, രൂപഭേദം, അസമമായ ചുരുങ്ങൽ തുടങ്ങിയ പ്രശ്നങ്ങൾ എളുപ്പത്തിൽ ഉണ്ടാകാം.
പ്രകടന സ്ഥിരത: വലിയ തോതിലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് അച്ചടിച്ച ഭാഗങ്ങളുടെ ഓരോ ബാച്ചിലും ശക്തി, സാന്ദ്രത തുടങ്ങിയ പ്രധാന പ്രകടന സൂചകങ്ങളുടെ സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കുന്നത് ഒരു നിർണായക തടസ്സമാണ്.