മെറ്റൽ 3D പ്രിന്റിംഗ്

അടുത്തിടെ, ഞങ്ങൾ ലോഹത്തിന്റെ ഒരു പ്രദർശനം നടത്തി3D പ്രിന്റിംഗ്, ഞങ്ങൾ അത് വളരെ വിജയകരമായി പൂർത്തിയാക്കി, അപ്പോൾ ലോഹം എന്താണ്?3D പ്രിന്റിംഗ്? അതിന്റെ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും എന്തൊക്കെയാണ്?

ലോഹ വസ്തുക്കൾ ഓരോ പാളിയായി ചേർത്ത് ത്രിമാന വസ്തുക്കൾ നിർമ്മിക്കുന്ന ഒരു അഡിറ്റീവ് നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് മെറ്റൽ 3D പ്രിന്റിംഗ്. ലോഹ 3D പ്രിന്റിംഗിനെക്കുറിച്ചുള്ള വിശദമായ ഒരു ആമുഖം ഇതാ:

സാങ്കേതിക തത്വം
സെലക്ടീവ് ലേസർ സിന്ററിംഗ് (SLS): ഉയർന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ലേസർ ബീമുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ലോഹപ്പൊടികൾ തിരഞ്ഞെടുത്ത് ഉരുക്കി സിന്റർ ചെയ്യുക, പൊടി മെറ്റീരിയൽ അതിന്റെ ദ്രവണാങ്കത്തിന് അല്പം താഴെയുള്ള താപനിലയിലേക്ക് ചൂടാക്കുക, അങ്ങനെ പൊടി കണികകൾ തമ്മിലുള്ള മെറ്റലർജിക്കൽ ബോണ്ടുകൾ രൂപപ്പെടുകയും അതുവഴി ഓരോ പാളിയായി വസ്തുവിന്റെ പാളി നിർമ്മിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രിന്റിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ, പ്രിന്റിംഗ് പ്ലാറ്റ്‌ഫോമിൽ ആദ്യം ലോഹപ്പൊടിയുടെ ഒരു ഏകീകൃത പാളി സ്ഥാപിക്കുന്നു, തുടർന്ന് ലേസർ ബീം വസ്തുവിന്റെ ക്രോസ്-സെക്ഷൻ ആകൃതി അനുസരിച്ച് പൊടിയെ സ്കാൻ ചെയ്യുന്നു, അങ്ങനെ സ്കാൻ ചെയ്ത പൊടി ഉരുകി ഒരുമിച്ച് ദൃഢമാകുന്നു, പ്രിന്റിംഗ് പാളി പൂർത്തിയാക്കിയ ശേഷം, പ്ലാറ്റ്‌ഫോം ഒരു നിശ്ചിത ദൂരം താഴുന്നു, തുടർന്ന് ഒരു പുതിയ പാളി പൊടി വിരിച്ചു, മുഴുവൻ വസ്തുവും പ്രിന്റ് ചെയ്യുന്നതുവരെ മുകളിലുള്ള പ്രക്രിയ ആവർത്തിക്കുക.
സെലക്ടീവ് ലേസർ മെൽറ്റിംഗ് (SLM): SLS-ന് സമാനമാണ്, എന്നാൽ ഉയർന്ന ലേസർ ഊർജ്ജം ഉപയോഗിച്ച്, ലോഹപ്പൊടി പൂർണ്ണമായും ഉരുക്കി ഒരു സാന്ദ്രമായ ഘടന ഉണ്ടാക്കാൻ കഴിയും, ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയും മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളും ലഭിക്കും, കൂടാതെ അച്ചടിച്ച ലോഹ ഭാഗങ്ങളുടെ ശക്തിയും കൃത്യതയും ഉയർന്നതാണ്, പരമ്പരാഗത നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയിലൂടെ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഭാഗങ്ങളോട് അടുത്താണ് അല്ലെങ്കിൽ അതിലും കൂടുതലാണ്. ഉയർന്ന കൃത്യതയും പ്രകടനവും ആവശ്യമുള്ള എയ്‌റോസ്‌പേസ്, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിലെ ഭാഗങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് ഇത് അനുയോജ്യമാണ്.
ഇലക്ട്രോൺ ബീം ഉരുക്കൽ (EBM): ലോഹപ്പൊടികൾ ഉരുക്കുന്നതിന് ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സായി ഇലക്ട്രോൺ ബീമുകളുടെ ഉപയോഗം. ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത, ഉയർന്ന സ്കാനിംഗ് വേഗത എന്നിവയുടെ സവിശേഷതകൾ ഇലക്ട്രോൺ ബീമിനുണ്ട്, ഇത് ലോഹപ്പൊടി വേഗത്തിൽ ഉരുക്കി പ്രിന്റിംഗ് കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തും. വാക്വം പരിതസ്ഥിതിയിൽ അച്ചടിക്കുന്നത് പ്രിന്റിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ ഓക്സിജനുമായി ലോഹ വസ്തുക്കളുടെ പ്രതിപ്രവർത്തനം ഒഴിവാക്കാൻ കഴിയും, ഇത് ടൈറ്റാനിയം അലോയ്, നിക്കൽ അധിഷ്ഠിത അലോയ്, ഓക്സിജൻ ഉള്ളടക്കത്തോട് സംവേദനക്ഷമതയുള്ള മറ്റ് ലോഹ വസ്തുക്കൾ എന്നിവ അച്ചടിക്കാൻ അനുയോജ്യമാണ്, ഇത് പലപ്പോഴും എയ്‌റോസ്‌പേസ്, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ, മറ്റ് ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ള മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
മെറ്റൽ മെറ്റീരിയൽ എക്സ്ട്രൂഷൻ (ME): മെറ്റീരിയൽ എക്സ്ട്രൂഷൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള നിർമ്മാണ രീതി, എക്സ്ട്രൂഷൻ ഹെഡ് വഴി ലോഹ മെറ്റീരിയൽ സിൽക്ക് അല്ലെങ്കിൽ പേസ്റ്റ് രൂപത്തിൽ പുറത്തെടുക്കുക, അതേ സമയം ചൂടാക്കി സുഖപ്പെടുത്തുക, അങ്ങനെ പാളി ബൈ ലെയർ അക്യുമുലേഷൻ മോൾഡിംഗ് നേടുക. ലേസർ മെൽറ്റിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യയുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, നിക്ഷേപ ചെലവ് കുറവാണ്, കൂടുതൽ വഴക്കമുള്ളതും സൗകര്യപ്രദവുമാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് ഓഫീസ് പരിതസ്ഥിതിയിലും വ്യാവസായിക അന്തരീക്ഷത്തിലും ആദ്യകാല വികസനത്തിന് അനുയോജ്യമാണ്.
സാധാരണ വസ്തുക്കൾ
ടൈറ്റാനിയം അലോയ്: ഉയർന്ന ശക്തി, കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത, നല്ല നാശന പ്രതിരോധം, ബയോ കോംപാറ്റിബിലിറ്റി എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുണ്ട്, എയ്‌റോസ്‌പേസ്, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ, ഓട്ടോമോട്ടീവ്, വിമാന എഞ്ചിൻ ബ്ലേഡുകൾ, കൃത്രിമ സന്ധികൾ, മറ്റ് ഭാഗങ്ങളുടെ നിർമ്മാണം തുടങ്ങിയ മറ്റ് മേഖലകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ: നല്ല നാശന പ്രതിരോധം, മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ, പ്രോസസ്സിംഗ് ഗുണങ്ങൾ എന്നിവയുണ്ട്, താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ ചിലവ്, ലോഹ 3D പ്രിന്റിംഗിൽ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന വസ്തുക്കളിൽ ഒന്നാണ്, വിവിധ മെക്കാനിക്കൽ ഭാഗങ്ങൾ, ഉപകരണങ്ങൾ, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ തുടങ്ങിയവ നിർമ്മിക്കാൻ ഇത് ഉപയോഗിക്കാം.
അലുമിനിയം അലോയ്: കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത, ഉയർന്ന ശക്തി, നല്ല താപ ചാലകത, ഉയർന്ന ഭാരം ആവശ്യമുള്ള ഭാഗങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ അനുയോജ്യം, ഉദാഹരണത്തിന് ഓട്ടോമൊബൈൽ എഞ്ചിൻ സിലിണ്ടർ ബ്ലോക്ക്, എയ്‌റോസ്‌പേസ് ഘടനാപരമായ ഭാഗങ്ങൾ മുതലായവ.
നിക്കൽ അധിഷ്ഠിത ലോഹസങ്കരം: മികച്ച ഉയർന്ന താപനില ശക്തി, നാശന പ്രതിരോധം, ഓക്സീകരണ പ്രതിരോധം എന്നിവയുള്ള ഇത് പലപ്പോഴും വിമാന എഞ്ചിനുകൾ, ഗ്യാസ് ടർബൈനുകൾ പോലുള്ള ഉയർന്ന താപനില ഘടകങ്ങളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു.
നേട്ടം
ഉയർന്ന തലത്തിലുള്ള ഡിസൈൻ സ്വാതന്ത്ര്യം: പരമ്പരാഗത നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകളിൽ നേടാൻ പ്രയാസകരമോ അസാധ്യമോ ആയ ലാറ്റിസ് ഘടനകൾ, ടോപ്പോളജിക്കലി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത ഘടനകൾ മുതലായവ പോലുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ ആകൃതികളുടെയും ഘടനകളുടെയും നിർമ്മാണം നേടാനുള്ള കഴിവ്, ഉൽപ്പന്ന രൂപകൽപ്പനയ്ക്ക് കൂടുതൽ നൂതനമായ ഇടം നൽകുന്നു, കൂടാതെ ഭാരം കുറഞ്ഞതും ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ളതുമായ ഭാഗങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.
ഭാഗങ്ങളുടെ എണ്ണം കുറയ്ക്കുക: ഒന്നിലധികം ഭാഗങ്ങൾ ഒരു മൊത്തത്തിൽ സംയോജിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, ഭാഗങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള കണക്ഷനും അസംബ്ലി പ്രക്രിയയും കുറയ്ക്കുക, ഉൽപ്പാദനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുക, ചെലവ് കുറയ്ക്കുക, മാത്രമല്ല ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ വിശ്വാസ്യതയും സ്ഥിരതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുക.
ദ്രുത പ്രോട്ടോടൈപ്പിംഗ്: ഒരു ഉൽപ്പന്നത്തിന്റെ പ്രോട്ടോടൈപ്പ് ചുരുങ്ങിയ സമയത്തിനുള്ളിൽ നിർമ്മിക്കാനും, ഉൽപ്പന്ന വികസന ചക്രം വേഗത്തിലാക്കാനും, ഗവേഷണ വികസന ചെലവുകൾ കുറയ്ക്കാനും, ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ വേഗത്തിൽ വിപണിയിലെത്തിക്കാൻ സംരംഭങ്ങളെ സഹായിക്കാനും ഇതിന് കഴിയും.
ഇഷ്ടാനുസൃത ഉൽപ്പാദനം: ഉപഭോക്താക്കളുടെ വ്യക്തിഗത ആവശ്യങ്ങൾക്കനുസരിച്ച്, വ്യത്യസ്ത ഉപഭോക്താക്കളുടെ പ്രത്യേക ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റുന്നതിനായി, മെഡിക്കൽ ഇംപ്ലാന്റുകൾ, ആഭരണങ്ങൾ, മറ്റ് ഇഷ്ടാനുസൃത മേഖലകൾ എന്നിവയ്ക്ക് അനുയോജ്യമായ അതുല്യമായ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.
പരിമിതി
മോശം ഉപരിതല ഗുണനിലവാരം: അച്ചടിച്ച ലോഹ ഭാഗങ്ങളുടെ ഉപരിതല പരുക്കൻത താരതമ്യേന ഉയർന്നതാണ്, കൂടാതെ ഉപരിതല ഫിനിഷ് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഉൽ‌പാദന ചെലവും സമയവും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും പൊടിക്കൽ, മിനുക്കൽ, സാൻഡ്ബ്ലാസ്റ്റിംഗ് തുടങ്ങിയ പോസ്റ്റ്-ട്രീറ്റ്മെന്റ് ആവശ്യമാണ്.
ആന്തരിക വൈകല്യങ്ങൾ: പ്രിന്റിംഗ് പ്രക്രിയയിൽ സുഷിരങ്ങൾ, സംയോജിപ്പിക്കാത്ത കണികകൾ, അപൂർണ്ണമായ സംയോജനം തുടങ്ങിയ ആന്തരിക വൈകല്യങ്ങൾ ഉണ്ടാകാം, ഇത് ഭാഗങ്ങളുടെ മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ ബാധിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഉയർന്ന ലോഡും ചാക്രിക ലോഡും പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ, പ്രിന്റിംഗ് പ്രക്രിയ പാരാമീറ്ററുകൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തും ഉചിതമായ പോസ്റ്റ്-പ്രോസസ്സിംഗ് രീതികൾ സ്വീകരിച്ചും ആന്തരിക വൈകല്യങ്ങൾ ഉണ്ടാകുന്നത് കുറയ്ക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്.
മെറ്റീരിയൽ പരിമിതികൾ: ലഭ്യമായ ലോഹ 3D പ്രിന്റിംഗ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ തരങ്ങൾ വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണെങ്കിലും, പരമ്പരാഗത നിർമ്മാണ രീതികളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഇപ്പോഴും ചില മെറ്റീരിയൽ പരിമിതികളുണ്ട്, കൂടാതെ ചില ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ലോഹ വസ്തുക്കൾ അച്ചടിക്കാൻ കൂടുതൽ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, കൂടാതെ വിലയും കൂടുതലാണ്.
ചെലവ് പ്രശ്നങ്ങൾ: ലോഹ 3D പ്രിന്റിംഗ് ഉപകരണങ്ങളുടെയും മെറ്റീരിയലുകളുടെയും വില താരതമ്യേന ഉയർന്നതും പ്രിന്റിംഗ് വേഗത കുറഞ്ഞതുമാണ്, ഇത് വലിയ തോതിലുള്ള ഉൽ‌പാദനത്തിനുള്ള പരമ്പരാഗത ഉൽ‌പാദന പ്രക്രിയകളെപ്പോലെ ചെലവ് കുറഞ്ഞതല്ല, കൂടാതെ നിലവിൽ ചെറിയ ബാച്ച്, ഇഷ്ടാനുസൃത ഉൽ‌പാദനം, ഉയർന്ന ഉൽപ്പന്ന പ്രകടനവും ഗുണനിലവാര ആവശ്യകതകളും ഉള്ള മേഖലകൾ എന്നിവയ്ക്ക് പ്രധാനമായും അനുയോജ്യമാണ്.
സാങ്കേതിക സങ്കീർണ്ണത: ലോഹ 3D പ്രിന്റിംഗിൽ സങ്കീർണ്ണമായ പ്രോസസ്സ് പാരാമീറ്ററുകളും പ്രോസസ്സ് നിയന്ത്രണവും ഉൾപ്പെടുന്നു, ഇതിന് പ്രൊഫഷണൽ ഓപ്പറേറ്റർമാരുടെയും സാങ്കേതിക പിന്തുണയും ആവശ്യമാണ്, കൂടാതെ ഉയർന്ന സാങ്കേതിക നിലവാരവും ഓപ്പറേറ്റർമാരുടെ അനുഭവപരിചയവും ആവശ്യമാണ്.
ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡ്
എയ്‌റോസ്‌പേസ്: എയ്‌റോ-എഞ്ചിൻ ബ്ലേഡുകൾ, ടർബൈൻ ഡിസ്കുകൾ, വിംഗ് ഘടനകൾ, ഉപഗ്രഹ ഭാഗങ്ങൾ മുതലായവ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് ഭാഗങ്ങളുടെ ഭാരം കുറയ്ക്കാനും ഇന്ധനക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്താനും ഉൽപാദനച്ചെലവ് കുറയ്ക്കാനും ഭാഗങ്ങളുടെ ഉയർന്ന പ്രകടനവും വിശ്വാസ്യതയും ഉറപ്പാക്കാനും കഴിയും.
ഓട്ടോമൊബൈൽ: വാഹനങ്ങളുടെ ഭാരം കുറഞ്ഞ രൂപകൽപ്പന കൈവരിക്കുന്നതിനും ഇന്ധനക്ഷമതയും പ്രകടനവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും ഓട്ടോമൊബൈൽ എഞ്ചിൻ സിലിണ്ടർ ബ്ലോക്ക്, ട്രാൻസ്മിഷൻ ഷെൽ, ഭാരം കുറഞ്ഞ ഘടനാപരമായ ഭാഗങ്ങൾ മുതലായവ നിർമ്മിക്കുന്നു.
മെഡിക്കൽ: രോഗികളുടെ വ്യക്തിഗത വ്യത്യാസങ്ങൾക്കനുസരിച്ച്, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ, കൃത്രിമ സന്ധികൾ, ഡെന്റൽ ഓർത്തോട്ടിക്സ്, ഇംപ്ലാന്റ് ചെയ്യാവുന്ന മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ മുതലായവയുടെ ഉത്പാദനം ഇഷ്ടാനുസൃത നിർമ്മാണം, മെഡിക്കൽ ഉപകരണങ്ങളുടെ അനുയോജ്യതയും ചികിത്സാ ഫലങ്ങളും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
പൂപ്പൽ നിർമ്മാണം: ഇഞ്ചക്ഷൻ അച്ചുകൾ നിർമ്മിക്കൽ, ഡൈ കാസ്റ്റിംഗ് അച്ചുകൾ മുതലായവ, പൂപ്പൽ നിർമ്മാണ ചക്രം കുറയ്ക്കുക, ചെലവ് കുറയ്ക്കുക, പൂപ്പലിന്റെ കൃത്യതയും സങ്കീർണ്ണതയും മെച്ചപ്പെടുത്തുക.
ഇലക്ട്രോണിക്സ്: സങ്കീർണ്ണമായ ഘടനകളുടെ സംയോജിത നിർമ്മാണം കൈവരിക്കുന്നതിനും ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രകടനവും താപ വിസർജ്ജന ഫലവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും റേഡിയറുകൾ, ഷെല്ലുകൾ, ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ സർക്യൂട്ട് ബോർഡുകൾ മുതലായവ നിർമ്മിക്കുക.
ആഭരണങ്ങൾ: ഡിസൈനറുടെ സർഗ്ഗാത്മകതയും ഉപഭോക്തൃ ആവശ്യങ്ങളും അനുസരിച്ച്, ഉൽപ്പാദന കാര്യക്ഷമതയും ഉൽപ്പന്ന വ്യക്തിഗതമാക്കലും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് വൈവിധ്യമാർന്ന സവിശേഷ ആഭരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.