থ্রিডি প্রিন্টিং কিভাবে কাজ করে?

একটি অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং পদ্ধতি হল 3D প্রিন্টিং। এটি "অ্যাডিটিভ" কারণ এটি কেবল উপাদানের স্তরগুলিকে একত্রিত করে এবং মিশ্রিত করে প্রকৃত বস্তু তৈরি করে, বস্তুর একটি ব্লক বা ছাঁচের প্রয়োজন হয় না। এটি "প্রচলিত" প্রযুক্তির তুলনায় আরও জটিল জ্যামিতি তৈরি করতে পারে, প্রায়শই দ্রুত, সস্তা স্থির সেটআপ খরচ থাকে এবং ক্রমবর্ধমান উপকরণের সাথে কাজ করে। প্রকৌশল খাত এটির যথেষ্ট ব্যবহার করে, বিশেষ করে প্রোটোটাইপিং এবং হালকা ওজনের জ্যামিতি বিকাশের সময়।

সংযোজনীয় উৎপাদন এবং 3D প্রিন্টিং

"থ্রিডি প্রিন্টিং" শব্দটি প্রায়শই নির্মাতা সংস্কৃতি, অপেশাদার এবং উৎসাহী, ডেস্কটপ প্রিন্টার, FDM এর মতো সহজলভ্য মুদ্রণ কৌশল এবং ABS এবং PLA এর মতো সস্তা উপকরণের সাথে যুক্ত। এর আংশিক কারণ হল RepRap আন্দোলন থেকে উদ্ভূত সাশ্রয়ী মূল্যের ডেস্কটপ প্রিন্টার, যেমন মূল MakerBot এবং Ultimaker, যা 3D প্রিন্টিংয়ের গণতন্ত্রীকরণ এবং 2009 সালের 3D প্রিন্টিং বুমে অবদান রেখেছিল।

3D প্রিন্টিং প্রযুক্তি: উদ্ভাবনী উৎপাদনের ভবিষ্যৎ

3D এর বিবরণমুদ্রণইতিহাস

১৯৭০-এর দশকে থ্রিডি প্রিন্টিং ধারণার পণ্য শুরু হয়। ১৯৮১ সালে, জাপানি বিজ্ঞানী ডঃ কোডামা, যিনি প্রথম স্তর-দ্বারা-স্তর মুদ্রণ উৎপাদন পদ্ধতি বর্ণনা করেছিলেন, তিনি থ্রিডি প্রিন্টিং চেষ্টা করেছিলেন এবং ব্যক্তিগতভাবে অতিবেগুনী আলো দ্বারা পলিমারাইজড এসএলএ (স্টেরিওলিথোগ্রাফি) থ্রিডি প্রিন্টিং প্রযুক্তি-আলোক সংবেদনশীল রজন তৈরি করেছিলেন।

কয়েক বছর পর, আমেরিকান বিজ্ঞানী চার্লস হালও SLA প্রযুক্তির উপর গভীর গবেষণা পরিচালনা করেন এবং 1986 সালে SLA এর প্রথম পেটেন্ট জমা দেন। 3D সিস্টেম প্রতিষ্ঠা করেন এবং 1988 সালে তাদের প্রথম বাণিজ্যিক পণ্য, SLA-1 প্রকাশ করেন। (নীচের ছবি)

SLA-কে বলা যেতে পারে সর্বপ্রথম বিকশিত 3D প্রিন্টিং প্রযুক্তি, তাহলে SLS (সিলেক্টিভ লেজার সিন্টারিং) এবং FDM (ফিউজড ডিপোজিশন মডেলিং) কখন থেকে এসেছে?

১৯৮৮ সালে, আমেরিকান কার্ল ডেকার্ড টেক্সাস বিশ্ববিদ্যালয়ে SLS প্রযুক্তির পেটেন্ট করেন, যা আরেকটি 3D প্রিন্টিং কৌশল যেখানে একটি লেজার স্থানীয়ভাবে পাউডার কণাগুলিকে একত্রিত করে মুদ্রণ করে। একই বছরে, স্ট্র্যাটাসিসের অন্যতম প্রতিষ্ঠাতা স্কট ক্রাম্প ফিউজড ডিপোজিশন মডেলিং (FDM) এর পেটেন্টের জন্য আবেদন করেন। ১৯৮০ থেকে ১৯৯০ সাল পর্যন্ত, 3D প্রিন্টিংয়ের তিনটি প্রধান প্রযুক্তি পেটেন্ট করা হয়েছিল, যা এই শিল্পে দ্রুত বিকাশের একটি সময়ের সূচনা করে।

ইউরোপে, EOS GmbH 3D প্রিন্টিংয়ের জন্য একটি ডিজাইন সিস্টেম তৈরি করেছে: "স্টেরিওস" সিস্টেম। আজ, শিল্প খাতে এর 3D প্রিন্টেড মডেলগুলি বিশ্বব্যাপী SLS 3D প্রিন্টিং প্রযুক্তি (সিলেক্টিভ লেজার সিন্টারিং) এর জন্য ব্যবহৃত হয় যা প্লাস্টিক এবং ধাতুতে স্বীকৃত।

১৯৯২ সালে, FDM (ফিউজড ডিপোজিশন মডেলিং) থ্রিডি প্রিন্টিং প্রযুক্তির পেটেন্ট স্ট্র্যাটাসিস কর্তৃক অনুমোদিত হয়, যা অনেক পেশাদার এবং ব্যক্তির বিভিন্ন চাহিদা মেটাতে থ্রিডি প্রিন্টার তৈরি করে।

১৯৯৩ থেকে ১৯৯৯ সাল পর্যন্ত, থ্রিডি প্রিন্টিং শিল্পে বিভিন্ন প্রযুক্তির উদ্ভব ঘটে। একই সময়ে, আরও বেশি করে নতুন সিএডি সফ্টওয়্যার এবং থ্রিডি মডেলিং সফ্টওয়্যার তৈরি করা হয়েছিল, উদাহরণস্বরূপ, স্যান্ডার্স প্রোটোটাইপ (এখন সলিডস্কেপ নামে পরিচিত) যা প্রথম অংশগ্রহণকারীদের মধ্যে একটি ছিল।

3D প্রিন্টিং মাল্টি-ফিল্ড অ্যাপ্লিকেশন

২০০৮ সালে, প্রথম থ্রিডি-প্রিন্টেড প্রস্থেসেস বের হয়, যা মিডিয়ায় থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের অংশ আরও বৃদ্ধি করে। মানুষ দেখতে পেয়েছে যে থ্রিডি প্রিন্টিং কেবল ঐতিহ্যবাহী অংশই মুদ্রণ করতে পারে না বরং মানবদেহ মেরামতেও এটি ব্যবহার করা যেতে পারে। এই আশ্চর্যজনক চিকিৎসা থ্রিডি প্রিন্টিং প্রকল্পটি জৈবিক অঙ্গের সমস্ত অংশকে একত্রিত করে এবং পরবর্তী কোনও সমাবেশ ছাড়াই "যেমন আছে" মুদ্রণ করা যেতে পারে। আজ, থ্রিডি স্ক্যানিং, থ্রিডি প্রিন্টেড মেডিকেল প্রস্থেসেস এবং অর্থোটিক্সের সাথে মিলিত হয়ে রোগীদের চাহিদা মেটাতে সস্তা এবং দ্রুততর হচ্ছে। তাছাড়া, এই প্রস্থেসেসগুলি ক্রমবর্ধমানভাবে অপ্টিমাইজ করা হচ্ছে এবং রোগীর আকারবিদ্যার সাথে খাপ খাইয়ে নেওয়া হচ্ছে। থ্রিডি প্রিন্টিং গণ ব্যক্তিগতকরণের জন্য নতুন সুযোগ নিয়ে আসে। (ছবি যোগ করুন)

২০০৯ সাল ছিল সেই বছর যখন FDM পেটেন্টগুলি গণ-ব্যবহারের ক্ষেত্রে প্রবেশ করে, যা FDM 3D প্রিন্টারের ব্যাপক উদ্ভাবনের জন্য একটি নতুন পথ খুলে দেয়। ডেস্কটপ 3D প্রিন্টারের দাম কমে যাওয়ার সাথে সাথে, আরও বেশি সংখ্যক মানুষ 3D প্রিন্টিং শিল্পের বিকাশের দিকে মনোযোগ দিতে সক্ষম হয়।

২০১৩ সালে, মার্কিন প্রেসিডেন্ট বারাক ওবামা তার স্টেট অফ দ্য ইউনিয়ন ভাষণে থ্রিডি প্রিন্টিংকে ভবিষ্যতের উৎপাদনের প্রধান মাধ্যম হিসেবে উল্লেখ করেছিলেন, যা "থ্রিডি প্রিন্টিং" কে একটি অত্যন্ত জনপ্রিয় শব্দে পরিণত করেছে। এখন, জনসাধারণের মনে এর স্থান অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ক্রমবর্ধমান সংখ্যক ছোট এবং মাঝারি আকারের কোম্পানিগুলি থ্রিডি প্রিন্টিং দ্বারা প্রদত্ত কম খরচের প্রোটোটাইপিংয়ের সুবিধা গ্রহণ করছে, এটিকে তাদের পুনরাবৃত্তি, উদ্ভাবন এবং উৎপাদন প্রক্রিয়ায় সম্পূর্ণরূপে একীভূত করছে।

থ্রিডি প্রিন্টিং কনসেপ্ট কার

নির্মাণের ক্ষেত্রে, 3D প্রিন্টেড বাড়ি এখন বাস্তবতা। 2018 সালে প্রথমবারের মতো মানুষ 3D প্রিন্টেড বাড়িতে স্থানান্তরিত হয়। বাড়িটির আয়তন 1022 বর্গফুট, যা খুবই বসবাসযোগ্য। এটি মুদ্রণ করতে মোট দুই দিন সময় লেগেছে।

উৎপাদন এবং 3D প্রিন্টিংয়ের মধ্যে মিল এবং পার্থক্যের উপর 3D প্রিন্টিংয়ের শ্রেণিবিন্যাস ব্যবস্থা

উদাহরণস্বরূপ, ফাঁপা বলটি ধরুন। পৃষ্ঠে এক ডজনেরও বেশি ফুল রয়েছে। যদি এটি ঐতিহ্যবাহী যন্ত্র দ্বারা প্রক্রিয়াজাত করা হয়, তবে এটি খুব ঝামেলার হবে এবং প্যাটার্নগুলিকে একের পর এক পরিবর্তন করতে হবে। এবং যদি আপনি 3D প্রিন্টিং বেছে নেন, তাহলে কোনও উপাদানের অপচয় হয় না, তাই এর একটি নামও রয়েছে যাকে বলা হয় সংযোজনীয় উত্পাদন, যার অর্থ হল ধীরে ধীরে উপাদান জমা করার পদ্ধতিটি ভৌত ​​অংশ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়। ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতি হল প্রথমে ভ্রূণ তৈরি করা, তারপর অতিরিক্ত উপাদান অপসারণ করা এবং অবশিষ্ট উপাদানটি প্রয়োজনীয় আকার দেওয়া। যদি কোনও সমস্যা ধরা পড়ে, তবে একটি ছাঁচ খুলে এটি পরিবর্তন করা প্রয়োজন; যদিও 3D প্রিন্টিং অল্প অল্প করে উপাদান জমা করে, আপনি দ্রুত সমাপ্ত পণ্যটি দেখতে পাবেন।

3D প্রিন্টিং প্রযুক্তি বাস্তবায়ন

শিল্প উৎপাদনে 3D প্রিন্টিং প্রযুক্তি প্রয়োগ করা হয়। 3D প্রিন্টিং-এর জন্য যা ব্যবহার করা প্রয়োজন তা হল ভৌত বস্তু নয়, বরং ডিজিটাল মডেল। আপনি যদি আপনার সামনে থাকা আসল বস্তুটিকে 3D প্রিন্ট করতে চান, তাহলে আপনাকে এটির মডেল তৈরি করতে একটি কম্পিউটার ব্যবহার করতে হবে, অথবা একটি 3D স্ক্যানার ব্যবহার করে আসল বস্তুটিকে, অর্থাৎ একটি 3D মডেলকে ডিজিটাইজ করতে হবে, এবং আপনি পনের মিনিটেরও কম সময়ে জিনিসগুলি মুদ্রণ করতে পারবেন। বর্তমানে, 3D প্রিন্টিং প্রযুক্তি চারটি প্রধান বিভাগে বিভক্ত: FDM, DLP/SLA, এবং SLS।

SLS-- লেজার সিন্টারিং ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া

SLS হল তুলনামূলকভাবে উচ্চ-প্রযুক্তির পাউডার যা লেজার বিকিরণের উচ্চ-তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে গলে যায়। ওয়ার্কবেঞ্চে পাতলা পাউডারের একটি স্তর ছড়িয়ে দিন এবং লেজার রশ্মি দিয়ে স্তরের ক্রস-সেকশন স্ক্যান করুন যাতে তাপমাত্রা গলনাঙ্কে বৃদ্ধি পায়, যাতে সিন্টারিং এবং বন্ধন উপলব্ধি করা যায়, মডেল তৈরি না হওয়া পর্যন্ত পাউডার ছড়িয়ে দেওয়া, সিন্টারিং, গ্রাইন্ডিং এবং শুকানোর পুনরাবৃত্তি করুন। প্রকৃতপক্ষে, 3D প্রিন্টিং হল 2D প্রিন্টিং বারবার। আপনি যদি কোনও বস্তুকে খুব পাতলা করে কেটে ফেলেন, তাহলে আপনি দেখতে পাবেন যে প্রতিটি টুকরোর একটি আকৃতি রয়েছে। আপনি যদি সমস্ত আকার একসাথে রাখেন, তাহলে আপনি একটি ত্রিমাত্রিক কাঠামোর বস্তু পাবেন। তাই আমরা গ্রাফিক্স আঁকার জন্য লেজার ব্যবহার করি। পরিবেশের (তাপমাত্রা, আর্দ্রতা এবং রাসায়নিক ক্ষয়) প্রতি SLS ছাঁচে তৈরি অংশগুলির প্রতিরোধ ক্ষমতা থার্মোপ্লাস্টিক উপকরণের মতোই; যেখানে SLA ছাঁচে তৈরি অংশগুলির প্রতিরোধ ক্ষমতা তুলনামূলকভাবে কম, উদাহরণস্বরূপ, ইপোক্সি রজন দিয়ে তৈরি SLA ওয়ার্কপিসগুলি আর্দ্রতা এবং রাসায়নিকের প্রতি সংবেদনশীল। ক্ষয়, 38°C এর উপরে পরিবেশে এটি নরম এবং বিকৃত হবে, তবে গঠনের নির্ভুলতা বেশি।

SLA --স্টেরিওলিথোগ্রাফি ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া

SLA হল একটি আলোক-নিরাময় প্রযুক্তি, যা বর্তমানে চীনে তুলনামূলকভাবে উন্নত। "স্টেরিওলিথোগ্রাফি" হল যখন লেজার রশ্মি তরল রজনের পৃষ্ঠে বস্তুর প্রথম স্তরের আকৃতির রূপরেখা তৈরি করে, এবং তারপর উৎপাদন প্ল্যাটফর্মটি একটি নির্দিষ্ট দূরত্ব (0.05-0.025 মিমি) দ্বারা নামানো হয়, এবং তারপর শক্ত স্তরটি তরল রজনে নিমজ্জিত করা হয়, ইত্যাদি। ব্যবহৃত রজন হল একটি আলোক সংবেদনশীল রজন, যা লেজার রশ্মি দ্বারা বিকিরণের পরে একটি কঠিন অবস্থা তৈরি করবে এবং গঠন মডেলটি দ্রুত এবং সুনির্দিষ্ট।

DLP-- স্টেরিওলিথোগ্রাফি ছাঁচনির্মাণ প্রক্রিয়া

DLP ডিজিটাল লাইট প্রসেসিং, যা লেজার শেপিং প্রযুক্তি নামে পরিচিত। DLP 3D প্রিন্টিং প্রযুক্তির SLA 3D প্রিন্টিং প্রযুক্তির সাথে অনেক মিল রয়েছে। যদি উৎপাদনকে পেন্সিল দিয়ে বৃত্ত আঁকার সাথে তুলনা করা হয়, তাহলে SLA প্রযুক্তি স্তরে স্তরে অঙ্কনের সমতুল্য, যেখানে DLP সরাসরি স্ট্যাম্পিংয়ের সমতুল্য। আমরা যে ব্যাপক উৎপাদনের চেষ্টা করছি তার দুটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ বিষয় রয়েছে, একটি হল দক্ষতা এবং অন্যটি হল উপাদান খরচ। একটি 3D প্রিন্টার রয়েছে যা ঐতিহ্যবাহী উৎপাদনের চেয়ে শতগুণ দ্রুত মুদ্রণ করতে পারে, অর্থাৎ, মুখোমুখি প্রযুক্তি, যা শেনজেনের একটি কোম্পানি, লাইট প্রিজম টেকনোলজি দ্বারা তৈরি করা হয়েছে। ঐতিহ্যবাহী FDM 3D প্রিন্টিং দিয়ে একটি ফাঁপা বল মুদ্রণ করতে 2-5 ঘন্টা সময় লাগে এবং দ্রুততম সময়ে এক ঘন্টা সময় লাগে, তবে সর্বশেষ মুখোমুখি প্রযুক্তি দিয়ে মুদ্রণ করতে মাত্র 10 মিনিট সময় লাগে। মুদ্রণের গতি আশ্চর্যজনক। একবার এই 3D প্রিন্টিং বাজারে আসার পরে, ঐতিহ্যবাহী কারুশিল্পের উপর প্রভাব এখনও দুর্দান্ত।

FDM --ফিউজড ডিপোজিশন মোল্ডিং প্রক্রিয়া

DLP এবং SLS প্রযুক্তির তুলনায়, FDM প্রযুক্তি তুলনামূলকভাবে সহজ, তাই এর দর্শক সংখ্যা অনেক বেশি এবং পরিবারে প্রবেশ করা সহজ। প্রোটোটাইপটি সরাসরি 3D CAD ডেটা থেকে তৈরি করা হয় থার্মোপ্লাস্টিক উপাদান ব্যবহার করে একটি আধা-গলিত ফিলামেন্টে এক্সট্রুড করার জন্য, যা স্তর-স্তর ভিত্তিতে জমা করা হয়। FDM প্রযুক্তির সুবিধা হল সহজ যান্ত্রিক কাঠামো, সহজ নকশা, কম উৎপাদন খরচ, রক্ষণাবেক্ষণ খরচ এবং উপাদান খরচ এবং পরিবেশের কোনও দূষণ নেই। অতএব, FDM হল গৃহস্থালী ডেস্কটপ 3D প্রিন্টারে সর্বাধিক ব্যবহৃত প্রযুক্তি। এটি একটি তুলনামূলকভাবে ঐতিহ্যবাহী মুদ্রণ পদ্ধতি, যা লেজার ব্যবহার করে না এবং কম খরচে, তবে নির্ভুলতা বেশি নয় এবং মুদ্রণের গতি খুব ধীর। এটি সবার জন্য সবচেয়ে সহজলভ্য পদ্ধতি, এবং এটি সাধারণত শিক্ষা বাজারে ব্যবহৃত হয়।

উৎপাদন এবং ঐতিহ্যবাহী কারুশিল্পের উপর 3D প্রিন্টিংয়ের প্রভাব

3D প্রিন্টিংয়ের সুবিধা

(1) কাস্টমাইজেশন

দন্তচিকিৎসার উদাহরণ হিসেবে নিলে, প্রত্যেকের দাঁত আলাদা, কিন্তু 3D প্রিন্টিং কাস্টমাইজড উৎপাদন এবং ভর উৎপাদনের মধ্যে দ্বন্দ্ব সমাধান করতে পারে, এবং ভর কাস্টমাইজড ইমপ্লান্ট, ব্রেস ইত্যাদি তৈরি করে।

(2) নমুনা রিয়েল-টাইম

থ্রিডি প্রিন্টিংয়ের দ্রুত গতির কারণে, ডিজাইনার সকালে পণ্যটির একটি সংস্করণ ডিজাইন করেন, এবং নেতা দুপুরে সমাপ্ত পণ্যটি দেখতে পারেন, এবং তারপর সন্ধ্যা ৬ টায় আরেকটি সংস্করণ ডিজাইন করেন, এবং পরের দিন সকালে সমাপ্ত পণ্যটি দেখতে পারেন, যা নতুন পণ্যের গতির বিকাশকে ব্যাপকভাবে ত্বরান্বিত করে। যদি এটি বিশেষ জটিল না হয়, তাহলে থ্রিডি প্রিন্টিং ৩ ঘন্টার মধ্যে সমাপ্ত পণ্য তৈরি করতে পারে, যেখানে ঐতিহ্যবাহী প্রুফিং প্রতিবার ৪-৬ সপ্তাহ সময় নেয়, তাই শিল্প নকশার সামগ্রিক গতিও উন্নত হয়।

(৩) কোন দূষণ নেই

 যেহেতু উৎপাদিত কাঁচামালগুলি পরিবেশবান্ধব, তাই সম্পূর্ণ উৎপাদন প্রক্রিয়াটি দূষণমুক্ত। বর্জ্য গ্যাস এবং বর্জ্য জলের কোনও দূষণ নেই এবং অবশিষ্ট উপকরণের কোনও অপচয় নেই।

(৪) ডেটাইজেশন

ডিজিটাল দন্তচিকিৎসা যখন পরিপক্ক হবে, তখন ডাক্তারদের প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তা অনেক কমে যাবে। রোগীদের হাসপাতালে মাত্র দুই মিনিটের জন্য স্ক্যান করার জন্য যন্ত্রটি ব্যবহার করতে হবে এবং তারা সমস্ত দাঁতের সমস্যার কারণ এবং সমাধান জানতে পারবে।

এছাড়াও, 3D প্রিন্টিং অর্থোডন্টিক্সের জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে, ব্যক্তিগতকৃত এবং কাস্টমাইজড স্বচ্ছ ব্রেস মুদ্রণ করা যেতে পারে। প্লাস্টিক সার্জারির সময়, দাঁত কি বাম দিকে সরানো উচিত নাকি সামনের দিকে? কত মিলিমিটার সরাতে হবে? অতীতে, ডেন্টাল সার্জারি শুধুমাত্র ডাক্তারের ব্যক্তিগত অভিজ্ঞতার উপর নির্ভর করত, কিন্তু ডিজিটাল ডেন্টিস্ট্রি অপারেশনের স্থায়িত্ব বাড়িয়েছে এবং ডাক্তারদের জন্য প্রযুক্তিগত সীমা কমিয়ে দিয়েছে।

(৫) দ্রুত

 ঐতিহ্যবাহী শিল্প প্রক্রিয়ার তুলনায়, 3D প্রিন্টিংয়ের জন্য জনবল এবং পরিবহনের মতো প্রাথমিক প্রস্তুতির প্রয়োজন হয় না। এর জন্য কেবল মেশিন এবং কাঁচামালের প্রয়োজন হয় এবং এটি দ্রুত উৎপাদনে আনা যায়।

(6) অটোমেশন

 এটা বলা যেতে পারে যে ভার্চুয়াল কল্পনা এবং বাস্তবের মধ্যে কেবল একটি 3D প্রিন্টার রয়েছে। 3D প্রিন্টিংয়ের এক-চাবি উৎপাদন অনেক শ্রম খরচ এবং মানুষের ত্রুটি সাশ্রয় করে।