3D मॉडलिंग आज कंप्यूटर उद्योग में एक बहुत लोकप्रिय, विकासशील और मल्टीटास्किंग दिशा है। किसी चीज के आभासी मॉडल का निर्माण आधुनिक उत्पादन का एक अभिन्न अंग बन गया है।
आधुनिक प्रौद्योगिकियां अभी भी खड़ी नहीं हैं और विज्ञान के विभिन्न क्षेत्रों में हर दिन नई वस्तुओं का आविष्कार किया जाता है। ऐसी ही एक तकनीक है 3डी प्रिंटर। इस उपकरण का आविष्कार अद्वितीय 3D मॉडल बनाना संभव बनाता है, जिसका उपयोग निर्माण से लेकर दवा तक किसी भी उद्योग में संभव है।
3D प्रिंटर का इतिहास और यह क्या है?
वास्तव में, औद्योगिक 3D प्रिंटर बहुत पहले दिखाई दिए थे, लेकिन उनका अस्तित्व सामान्य आबादी के लिए इतना विज्ञापित नहीं था। 1985 में पहला 3D मॉडल दिखाई दिया। प्रिंटर थोड़ा कार्यात्मक था और काले और सफेद रंग में मुद्रित था। पहले से ही 1988 में, रंगीन मॉडल का उत्पादन शुरू हुआ। फिलहाल, बड़ी संख्या में मॉडल हैं जो सामग्री की एक विस्तृत श्रृंखला पर काम करते हैं। 2000 में वापस, 3D प्रिंटर केवल ABC प्लास्टिक के साथ काम कर सकते थे। और आज सामग्री की सीमा कई सौ सामग्रियों तक फैल गई है। इनमें शामिल हैं: ऐक्रेलिक, कंक्रीट, हाइड्रोजेल, कागज, जिप्सम, बर्फ, आदि।
पहले से ही 2005 में, एक प्रिंटर मॉडल दिखाई दिया, जिससे रंगीन मॉडल बनाना संभव हो गया। यह उपकरण मॉडल के अधिकांश घटकों को प्रिंट कर सकता है। 2014 में, विशाल प्रिंट क्षेत्र वाला पहला प्रिंटर दिखाई दिया। यह विकास असीमित आकार के मॉडल बनाने की अनुमति देता है। कंक्रीट के घर को उसके पूरे आकार में छापने की कोशिश पहले ही हो चुकी है।
इस तरह की संरचना को बनाने में एक दिन से ज्यादा का समय नहीं लगा। 2016 में पहले से ही दुबई में पहली 3डी प्रिंटेड इमारत पेश की गई थी। फरवरी 2017 में, रूस ने निर्माण स्थल पर पूरी तरह से मुद्रित एक घर का भी अनावरण किया। इस वर्ष, एक छह-अक्षीय प्रिंटर भी विकसित किया गया था, जिसके साथ जटिल तत्वों को सहायक संरचनाओं की आवश्यकता के बिना प्रिंट करना बहुत आसान होगा। फिलहाल, प्रिंटर का विकास जो मानव अंगों, कृत्रिम अंग, प्रत्यारोपण, कार निकायों और यहां तक कि भोजन को प्रिंट कर सकता है, जोरों पर है।
तो एक 3D प्रिंटर क्या है और यह क्या कार्य करता है?
त्रि-आयामी मॉडल बनाने के लिए एक 3D प्रिंटर एक विशेष उपकरण है। इस मशीन से आप विभिन्न आकारों के त्रि-आयामी मॉडल बना सकते हैं। सूचना के त्रि-आयामी रूप में आउटपुट के कारण, प्राप्त सभी वस्तुओं में वास्तविक भौतिक पैरामीटर होते हैं।
3D प्रिंटर कैसे काम करता है और वास्तविक 3D मॉडल कैसे बनाए जाते हैं?
यदि हम सामान्य शब्दों में 3D प्रिंटर के कार्य का वर्णन करते हैं, तो इसके कार्य के कई मुख्य चरण हैं:
- एक ग्राफिक्स प्रोग्राम में एक 3D मॉडल का निर्माण। इस स्तर पर, विशेष वर्चुअल टेम्प्लेट का उपयोग करके कंप्यूटर पर मॉडल बनाया जाता है।
- मॉडल को परतों में विभाजित करना।
- अगला चरण प्रिंटर के संचालन से ही संबंधित है। यह परत दर परत एक विशेष पाउडर परत का एक द्रव्यमान बनाता है, जिसका उपयोग मॉडल के आगे के गठन के लिए किया जाता है। एक विशेष कक्ष बनाया जाता है, जो प्लास्टिक सामग्री से भरा होता है।
- प्रत्येक परत के बाद, सामग्री को एक चिपकने वाली परत के साथ चिकनाई की जाती है, जो भविष्य के मॉडल को ताकत देती है।
3D मॉडलिंग के प्रकार
इस क्षेत्र में, आधुनिक प्रौद्योगिकियां कई दिशाओं में विकसित हो रही हैं:
- स्टीरियोलिथोग्राफिक प्रौद्योगिकियां, जिन्हें एसटीएल के रूप में संक्षिप्त किया गया है। एडिटिव तकनीकों में उपयोग के लिए वस्तुओं के त्रि-आयामी मॉडल को संग्रहीत करने के लिए व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला एक फ़ाइल प्रारूप।
- थर्माप्लास्टिक आवेदन के तरीके - एफडीएम। सामग्री परत-दर-परत निक्षेपण का उपयोग करके मॉडलों की मॉडलिंग।
- लेजर सिंटरिंग - एसएलएस। प्रौद्योगिकी (एसएलएस) में एक त्रि-आयामी भौतिक वस्तु बनाने के लिए एक पाउडर सामग्री के कणों को सिंटर करने के लिए एक या अधिक लेजर (आमतौर पर कार्बन डाइऑक्साइड) का उपयोग शामिल होता है।
आज, परत-दर-परत बयान की विधि उद्योग में सबसे लोकप्रिय और व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।
इस विधि के मुख्य लाभ हैं:
- उच्च गुणवत्ता और सस्ती सामग्री का उपयोग;
- सरल ऑपरेशन तकनीक;
- प्रयुक्त सामग्री की पर्यावरण मित्रता।
लेजर स्टीरियोलिथोग्राफी
इस प्रकार के 3डी मॉडलिंग का व्यापक रूप से दंत प्रोस्थेटिक्स में उपयोग किया जाता है। इस प्रकार की छपाई की एक विशिष्ट विशेषता उच्च गुणवत्ता वाली वस्तुओं का उत्पादन है। इस तरह के परिणाम एक आयामी ग्रिड में काम करने वाले उपकरणों के उपयोग के लिए धन्यवाद प्राप्त होते हैं, जिनकी गणना यूनिट माइक्रोन में की जाती है।
ऐसे उपकरण कैसे काम करते हैं?
ऐसे उपकरणों का कार्यात्मक हिस्सा एलईडी पराबैंगनी प्रोजेक्टर पर आधारित है। इन 3डी प्रिंटर के अंदर नाजुक दर्पण होते हैं जो बीम का सटीक विक्षेपण प्रदान करते हैं। इसके कारण, अनुक्रमिक नहीं, बल्कि समोच्च परतों का पूर्ण प्रदर्शन होता है।
लेजर सिंटरिंग
लेजर सिंटरिंग, या एसएलएस तकनीक, एक अन्य प्रकार की लेजर मॉडलिंग है। ऑपरेशन के लिए, ऐसे उपकरण कम पिघलने वाले प्लास्टिक का उपयोग करते हैं। अद्वितीय विकास का आधार एक शक्तिशाली लेजर है जो सामग्री को फ्यूज करते हुए प्लास्टिक के आधार पर आकृति का पता लगाता है। एक पूर्ण मॉडल प्राप्त होने तक प्रक्रिया को दोहराया जाता है। लेजर सिंटरिंग का एक महत्वपूर्ण नुकसान परिणामी मॉडलों की सरंध्रता है। हालांकि, यह किसी भी तरह से ताकत को प्रभावित नहीं करता है। यह माना जाता है कि इस पद्धति से प्राप्त मॉडल सबसे अधिक टिकाऊ होते हैं। लेजर सिंटरिंग की स्थापना में काफी अधिक लागत होती है, और मॉडल बनाने की प्रक्रिया में एक लंबा समय लगता है।
3D मॉडल बनाने के लिए किन सामग्रियों का उपयोग किया जाता है?
जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, 3D प्रिंटर में उपयोग की जाने वाली मुख्य सामग्री थर्मोप्लास्टिक है। यह दो प्रारूपों में आता है: एबीएस और पीएलए। इसके अलावा, नायलॉन, पॉलीइथाइलीन, पॉली कार्बोनेट और अन्य प्रकार की सामग्री जैसे उद्योग में उपयोग की जाने वाली सामग्री व्यापक हो गई है।
कई 3D प्रिंटर में कई प्रकार की सामग्रियों को मिलाना, उनके भौतिक और रासायनिक गुणों का संयोजन शामिल होता है।
अपने काम के लिए धातुओं का उपयोग करने वाले प्रतिष्ठान उनकी संरचना में अधिक जटिल होते हैं। प्रौद्योगिकी में अंतर प्रिंट हेड के कार्यों में आता है, जो एक कंप्यूटर प्रोग्राम के आधार पर संचालित होता है। इसकी मदद से, एक बंधन चिपकने वाला द्रव्यमान उन जगहों पर लगाया जाता है जहां कंप्यूटर प्रोग्राम इंगित करता है। इसके बाद, सिर पूरे कार्य क्षेत्र में धातु पाउडर की एक पतली परत लागू करता है। यही है, धातु पिघलती नहीं है, जैसा कि प्लास्टिक के मामले में होता है, लेकिन छोटे कणों के रूप में परतों में एक साथ लगाया और चिपकाया जाता है।
3डी प्रिंटर के बारे में रोचक तथ्य
- 3डी प्रिंटिंग का उपयोग न केवल उद्योग में किया जाता है, इसका व्यापक रूप से दवा, खाना पकाने और यहां तक कि अंतरिक्ष में भी उपयोग किया जाता है।
- हर साल 3D प्रिंटर की कीमत कम और अधिक किफायती होती जाती है। जल्द ही यह तकनीक लगभग सभी के लिए उपलब्ध हो जाएगी।
- पहला 3D मॉडल 1984 में बनाया गया था। यह चक हिल द्वारा स्टीरियोलिथोग्राफी के परिणामस्वरूप प्राप्त किया गया था।
- बहुत पहले नहीं, कृत्रिम अंग 3D प्रिंटर का उपयोग करके बनाए गए थे। कान कृत्रिम अंग पहले मॉडल थे।
- निकट भविष्य में वैज्ञानिक पहला मानव मॉडल छापने जा रहे हैं।
- 3D मॉडलिंग उत्पादन लागत को कम करने में मदद करेगी, इसलिए कारखाना उत्पादन जल्द ही लाभहीन हो जाएगा।
- यथार्थवादी मॉडल बनाने के लिए बहुत लंबे समय से सिनेमैटोग्राफी में 3D तकनीकों का उपयोग किया गया है।
- वैज्ञानिकों का सुझाव है कि 3डी मॉडलिंग की मदद से ऐसे रोबोट बनाए जा सकते हैं जो लोगों के बजाय अंतरिक्ष की खोज करेंगे।
- कपड़े के 3D मॉडल पहले ही दुनिया को दिखाए जा चुके हैं। मॉडल Dita Von Teese 3D प्रिंटेड ड्रेस पहनने वाली पहली स्टार बनीं।
