पाउडर की शक्ति
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग में एक झलक
सूसी हेनाघन
कांस्य युग की शुरुआत के बाद से, निर्माता अत्याधुनिक तकनीकों की खोज में हैं जो लागत, उत्पादन समय और संसाधनों को बहुत कम कर देंगे।
बेहतर, तेज, सस्ता।
पारंपरिक तरीके, जबकि आजमाए गए और सच हैं, महंगे और जटिल रहे हैं। 3 डी प्रिंटिंग की शुरूआत के साथ, एडिटिव विनिर्माण हमारी दुनिया के भविष्य को आकार दे रहा है- काफी शाब्दिक रूप से!
लेकिन एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग क्या है? और यह आपकी मदद कैसे करेगा?
हमारे साथ जुड़ें क्योंकि हम योजक विनिर्माण की कई परतों की जांच करते हैं:
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग, जिसे आमतौर पर 3 डी प्रिंटिंग के रूप में जाना जाता है, एक ऐसी प्रक्रिया है जो डिजिटल रूप से बनाए गए डिजाइन से एक भौतिक वस्तु बनाती है। कंप्यूटर-एडेड डिज़ाइन (या सीएडी सॉफ़्टवेयर) एक उत्पाद को मैप करता है और पूरी डिज़ाइन प्रक्रिया का दस्तावेजीकरण करता है। सीएडी किसी उत्पाद की सामग्री, प्रक्रियाओं, सहिष्णुता और आयामों के विस्तृत आरेखों को प्रश्न में उत्पाद के लिए विशिष्ट सम्मेलनों के साथ स्थानांतरित करके विनिर्माण प्रक्रिया की सुविधा प्रदान करता है।
3 डी डिजाइन को तब डिजिटल रूप से सुपरफाइन परतों में "कटा हुआ" किया जाता है क्योंकि उत्पाद परत दर परत बनाया जाएगा, फिर एक योजक विनिर्माण मशीन पर अपलोड किया जाएगा।
विनिर्माण डिजाइन प्लेटफॉर्म में समान रूप से फैले पाउडर की एक पतली परत के साथ शुरू होता है। इसके बाद, एक गर्मी स्रोत, जैसे लेजर या इलेक्ट्रॉन बीम, पहली परत को पिघलादेता है। मंच को तब नीचे उतारा जाता है जबकि पाउडर की एक और परत को फिर समान रूप से वितरित किया जाता है, क्योंकि मैप किए गए डिजाइन के बाद प्रक्रिया फिर से दोहराई जाती है। प्रत्येक क्रमिक परत पिघली हुई या आंशिक रूप से पिघली हुई सामग्री की पूर्ववर्ती परत से बंधती है।
अतिरिक्त पाउडर को तब हटा दिया जाता है और फिर से एक अन्य प्रक्रिया में उपयोग किया जाएगा (इस प्रकार अपशिष्ट को कम किया जाता है) और नई बनाई गई वस्तु प्रकट होती है।
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग आपको उन भागों का उत्पादन करने की अनुमति देता है जो पारंपरिक रूप से बनाए गए भागों की तुलना में हल्के, मजबूत और अधिक टिकाऊ होते हैं, जबकि निर्माण समय को कम करते हैं। इसने एक अद्वितीय सूक्ष्म संरचना और यांत्रिक व्यवहार को भी जन्म दिया है जो पारंपरिक विनिर्माण के साथ अप्राप्य रहा है। इसके अलावा, योजक विनिर्माण सटीक विशेषताओं और जटिल ज्यामिति को जोड़ता है जो पारंपरिक विनिर्माण के साथ अनुपलब्ध प्रतीत होते थे। एक डिजाइन फ़ाइल से कार्यशील डिजाइन तक की यात्रा विनिर्माण में क्रांति ला रही है।
एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग (एएम) के लाभ बहुआयामी हैं क्योंकि यह डिजाइन बना सकता है। लागत में कमी से लेकर डिज़ाइन अनुकूलन तक, हमने तालिका में लाए गए कुछ अद्भुत लाभों को तोड़ दिया है:
पेश किया गया एक महत्वपूर्ण लाभ जटिल ज्यामिति और छोटी कार्बनिक विशेषताओं को प्राप्त करने की क्षमता है जो पारंपरिक विनिर्माण दृष्टिकोण के साथ उत्पादन करना बेहद मुश्किल या असंभव रहा है। उदाहरण के लिए, जीई एविएशन ने अपने ईंधन नोजल टिप उत्पादन के साथ एक समस्या देखी। आंतरिक ज्यामिति बहुत जटिल थी और इसमें पारंपरिक तरीकों से निर्मित 20 अलग-अलग टुकड़े शामिल थे, जिन्हें तब वेल्डेड किया गया था और एक साथ ब्रेज़ किया गया था। योजक विनिर्माण पर स्विच करके, जीई समय के एक अंश में एक पूर्ण, विलक्षण भाग के रूप में और व्यक्तिगत उप-इकट्ठे टुकड़ों द्वारा उत्पन्न कचरे के बिना ईंधन नोजल टिप का उत्पादन करने में सक्षम था।
लाभ इस तथ्य से बहुत अधिक था कि यह अब एक ठोस टुकड़ा था, क्योंकि सरल डिजाइन का वजन मूल नोजल की तुलना में 25% कम था, फिर भी पांच गुना अधिक टिकाऊ था। इसने ईंधन की खपत में 20% तक सुधार किया और 10% अधिक शक्ति हासिल की। विमानन में, डिजाइन जटिलता का मतलब अतिरिक्त खर्च था- लेकिन अब योजक विनिर्माण लागत को कम करता है और दक्षता बढ़ाता है और डिजाइन स्वतंत्रता प्रदान करता है जो डिजाइनर पहले कभी अनुभव नहीं कर सकते थे।
जीई का ईंधन टिप नोजल योजक विनिर्माण के साथ बनाया गया
पारंपरिक विनिर्माण के साथ, कई भागों को अलग-अलग डिज़ाइन किया जाता है, निर्मित किया जाता है और फिर लंबी समय लेने वाली प्रक्रियाओं की भीड़ में इकट्ठा करने के लिए स्थानांतरित किया जाता है जिन्हें पूरा होने में हफ्तों से महीनों तक का समय लगेगा। योजक विनिर्माण की सुव्यवस्थित प्रक्रिया एक तेज प्रक्रिया की अनुमति देती है, इस प्रकार पिछले भारी लीड समय को कम करती है।
सैद्धांतिक रूप से, एक उत्पाद को उसी दिन डिजाइन, मुद्रित और परीक्षण किया जा सकता है जो लंबी उत्पाद विकास प्रक्रिया में कई चरणों को मिटा देता है। गति डिजाइनरों को कई प्रोटोटाइप प्रिंट करने में सहायता करती है जो पूर्ण पैमाने पर उत्पादन के लिए प्रतिबद्ध होने से पहले त्वरित सत्यापन की अनुमति देती है। इसके अलावा- पारंपरिक विनिर्माण के एक-एक बार के दृष्टिकोण की तुलना में एक बैच प्रिंटिंग में कई उत्पादों को एक साथ बनाया जा सकता है।
पारंपरिक विनिर्माण उत्पादन का एक घटाने वाला तरीका है- अंतिम उत्पाद का उत्पादन होने तक कटौती करने से काफी मात्रा में बचा हुआ अपशिष्ट होता है। जबकि इसे पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है, इसके लिए अतिरिक्त श्रम की आवश्यकता होती है और समय लेने वाला हो जाता है क्योंकि धातु को काम करने के रूप में वापस लाने के लिए कई प्रक्रियाओं को रखा जाता है। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग को इसलिए कहा जाता है क्योंकि यह भाग में सामग्री जोड़ता है बजाय इसके कि काट दिया जाए। योजक विनिर्माण के साथ, किसी भी अतिरिक्त धातु पाउडर को अगले उत्पादन चक्र में पुन: उपयोग के लिए अतिरिक्त डिब्बे में एकत्र किया जाता है, इसलिए कोई अपशिष्ट नहीं होता है।
इसके अलावा, पारंपरिक विनिर्माण के दौरान बनाए गए रासायनिक और जहरीले धुएं को व्यावहारिक रूप से 3 डी प्रिंटिंग के साथ हटा दिया जाता है। जबकि एएम मशीनों में उच्च ऊर्जा खपत होती है-यह अभी भी पारंपरिक इंजेक्शन मोल्डिंग जितनी अधिक नहीं है। एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग भी अपने कार्बन फुटप्रिंट को कम करने में हाथ डाल रहा है, खासकर एयरोस्पेस क्षेत्र में।
याद रखें कि ईंधन नोजल हमने चर्चा की थी कि इसका वजन 25% तक कम हो गया है? हवाई जहाज के निर्माण में अधिक हल्के पदार्थ का उपयोग किए जाने के साथ, कम कार्बन उत्सर्जन उत्सर्जित होगा। एक विमान पर हर 5.5 पाउंड वजन प्रति वर्ष 1 टन कार्बन उत्सर्जन के बराबर होता है।
ये छोटे बदलाव हैं जो लंबे समय में एक बड़ा अंतर बनाएंगे!
जबकि पारंपरिक विनिर्माण उद्योग का एक महत्वपूर्ण सार है- यह देखना आसान है कि एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग एक कुशल और प्रभावी भविष्य क्यों डिजाइन कर रहा है।
