3 डी प्रिंटिंग टेक्नोलॉजी क्या है - यह कैसे काम करता है, अनुप्रयोग और बाधाएं

ये क्रांतिकारी प्रिंटर हमारे रोजमर्रा के जीवन में तेजी से दिखाई दे रहे हैं:

• बंदूकें. 2013 में, स्व-घोषित "क्रिप्टो-अराजकतावादी" कोडी विल्सन ने 3 डी प्रिंटिंग तकनीक के माध्यम से एक प्लास्टिक बंदूक को बनाया, बनाया और मुद्रित किया। कोडी ने एक गोली चलाई और इंटरनेट पर बंदूक के लिए सीएडी फाइलें वितरित कीं। अमेरिकी सरकार ने साइट को बंद करने से पहले 100,000 से अधिक डाउनलोड किए थे। मई 2014 में, योशितोमो इमुरा को जापान में पाँच 3 डी मुद्रित बंदूकों के कब्जे में गिरफ्तार किया गया था.
• प्रसाधन सामग्री. मई 2014 में न्यूयॉर्क शहर में टेकक्रंच डिसचार्ज शो में, हार्वर्ड एमबीए स्नातक ग्रेस चोई ने मिंक का प्रदर्शन किया, जिसमें $ 200 से कम लागत वाला एक 3 डी प्रिंटर शामिल था, जो पाउडर से, किसी भी प्रकार के मेकअप को बनाने के लिए कई प्रकार के सब्सट्रेट के साथ एफडीए-अनुमोदित स्याही को जोड़ती है। , क्रीम से लेकर लिपस्टिक तक। चोई के अनुसार, “बड़ी मेकअप कंपनियां वर्णक और सबस्ट्रेट्स को ले जाती हैं और उन्हें एक साथ मिलाती हैं और फिर कीमत को बढ़ाती हैं। हम भी यही करते हैं और आपको अपने घर में ही मेकअप करवाते हैं। ”
• शरीर के अंग. टाइम पत्रिका की 2013 की रिपोर्ट के अनुसार, 3 डी प्रिंटर पहले से ही शरीर के अंगों जैसे शरीर के अंगों और शरीर की कोशिकाओं से नाक की नक्काशी कर रहे हैं। प्रारंभिक अवस्था में, प्रौद्योगिकी कॉस्मेटिक और प्लास्टिक सर्जरी के लिए आशाजनक है.
• खाना. मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी ने भोजन के लिए एक 3 डी प्रिंटर विकसित किया है, जिसे "कॉर्नुकोपिया" कहा जाता है और फ्रांसीसी पाक संस्थान भोजन तैयार करने के लिए कॉर्नेल-विकसित फैबथोम का उपयोग कर रहा है। शायद "स्टार ट्रेक" में दर्शाए गए अंतरिक्ष-युग के खाद्य प्रतिकृति भविष्य में उतनी नहीं हैं जितनी हम सोच सकते हैं.
• फोरेंसिक और पुरातत्व. टेलीविजन शो "सीएसआई: न्यूयॉर्क" में, 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग सर्जरी से बचने के लिए शरीर के अंदर एक गोली को दोहराने के लिए किया जाता है। पुरातत्वविद मूल अमूल्य वस्तुओं को नुकसान पहुंचाए बिना अध्ययन के लिए नाजुक कलाकृतियों को दोहरा सकते हैं। उदाहरण के लिए, डिस्कवरी टाइम स्क्वायर किंग टुट एक्सपोज़र के आगंतुक कंपनी द्वारा ममी के लगभग समान 3 डी प्रिंटेड प्रतिकृति को देखने में सक्षम थे।.

माइकल एंजेलो ने एक बार समझाया था कि पत्थर के हर ब्लॉक में एक मूर्ति है, और इसे खोजने के लिए मूर्तिकला का काम है। एक बार जब कलाकार त्रि-आयामी छवि को समझता है, तो वह चाहता है कि उसका कार्य छिपी संरचना को प्रकट करने के लिए बाहरी सामग्री को सावधानीपूर्वक चिपकाया जाए। यदि माइकल एंजेलो एक 3 डी प्रिंटर का उपयोग करने में सक्षम थे, तो उनकी रचनात्मक प्रक्रिया बिल्कुल विपरीत थी: कुछ भी नहीं के साथ शुरू करना और धीरे-धीरे अपनी मानसिक छवि बनाना जब तक कि वह जिस रूप में मांगता है वह पूरा नहीं हुआ।.

3D प्रिंटिंग कैसे काम करती है

"3 डी प्रिंटिंग" शब्द एक मिथ्या नाम है, क्योंकि दो-आयामी मुद्रण के लिए थोड़ी समानता है जिससे स्याही कागज पर लागू होती है। हालाँकि, यह प्रक्रिया मुद्रण के समान है, जिसके परिणामस्वरूप ठोस तीन आयामी वस्तु बनाने के लिए विभिन्न आकारों में क्रमिक रूप से रखी गई सामग्रियों की विभिन्न परतों का संचय होता है। अधिक सटीक विवरण "एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग" होगा, जो पारंपरिक मैन्युफैक्चरिंग की तुलना में बनाने का एक अलग तरीका है, जो एक बड़े अनफ़ॉर्म किए गए द्रव्यमान से ठोस पदार्थ को हटाने पर आधारित है।.

यह प्रक्रिया एक कंप्यूटर एडेड डिज़ाइन (CAD) या एक 3D स्कैनर के साथ शुरू होती है जो किसी मॉडल को डिजिटल, तीन-आयामी मापों में अनुवाद करने के लिए है। चयनित सामग्री (तरल, पाउडर, कागज, या शीट सामग्री) का उपयोग करते हुए, एक ही एकीकृत वस्तु बनाने के लिए कई पतली परतों को गर्म किया जाता है और गर्म किया जाता है और उनका इलाज किया जाता है।.

पिछली तीसरी शताब्दी में 3 डी प्रिंटिंग तकनीक विकसित हुई है; 2014 की पेटेंट इनसाइट प्रो रिपोर्ट ने 3 डी प्रिंटिंग तकनीक से संबंधित लगभग 2,635 पेटेंट सूचीबद्ध किए हैं जो 1970 के दशक की शुरुआत से जारी किए गए हैं। हालांकि प्रत्येक पेटेंट अपने दावों और पेटेंट जारी करने के औचित्य के संबंध में विशिष्ट हो सकता है, उन्हें आम तौर पर निम्नलिखित के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है:

• प्रौद्योगिकी प्रक्रिया की पहचान की. वर्तमान में 3D प्रिंटिंग में उपयोग की जाने वाली 33 अलग-अलग प्रक्रियाएं हैं, फ़्यूज़्ड डिपॉज़िशन मॉडलिंग (FDM) से लेकर - अर्ध-तरल राज्यों में थर्माप्लास्टिक पदार्थों को गर्म करने की एक प्रक्रिया, फिर इसे कंप्यूटर नियंत्रित पथ पर परत द्वारा परत को बाहर निकालना - to stereolography प्रक्रिया जहां एक पराबैंगनी लेजर तरल फोटोपॉलीमर की एक परत को कठोर कर देता है क्योंकि इसे उठाया गया या तरल बहुलक के टैंक में डुबोए गए प्लेटफॉर्म के समान होता है, जो पेंट के कोट के बाद कोट लगाने के समान होता है, जब तक कि कई परतें समाप्त भाग में परिणत नहीं हो जाती हैं.
• पेटेंट में निर्दिष्ट सामग्री. इस प्रकार अब तक, जारी किए गए पेटेंट में मिट्टी, मिट्टी, पैलेडियम, कागज, रबर, चांदी, टाइटेनियम, और मोम सहित 45 विभिन्न सामग्रियों को शामिल किया गया है.
• उपयोग या अनुप्रयोग. अंतिम गणना में, 3 डी प्रिंटिंग के कम से कम 22 व्यावसायिक अनुप्रयोग थे, जिसमें निर्माण, रक्षा और खाद्य उद्योग शामिल थे.

3 डी प्रिंटिंग उद्योग का राज्य

कई उद्योग पर्यवेक्षकों का दावा है कि विभिन्न कंपनियों द्वारा व्यापक पेटेंट और बौद्धिक संपदा मुकदमों की संभावना के कारण आज तक बड़े बाजारों में प्रवेश की कमी है। सीधे तौर पर कहा गया है, कंपनियों ने प्रौद्योगिकी के दोहन के लिए संसाधनों को खर्च नहीं किया है क्योंकि वे मुकदमा करने से डरते हैं.

प्रतिस्पर्धा के इस अवरोध ने बाजार के बाहर नए प्रवेशकों और कीमतों को ऊंचा रखा है; बहुत अधिक, वास्तव में, बड़े पैमाने पर बाजार उपभोक्ता अनुप्रयोगों का समर्थन करने के लिए। 2013 में समाप्त होने वाली बुनियादी तकनीक और 2014 और 2015 में समाप्त होने के लिए और अधिक पेटेंट को कवर करने वाले कई पेटेंट के साथ, नए उत्पादों का विस्फोट होने और अन्य इलेक्ट्रॉनिक हार्डवेयर जैसे टीवी, कंप्यूटर में गिरावट के समान उपकरण के मूल्य में कमी होने की संभावना है। , और मोबाइल फोन। निचली कीमतें पहली बार व्यापक आधार पर उपभोक्ताओं तक पहुंच प्रदान करेंगी.

पीट बेसिलिएरे के अनुसार, 3 डी प्रिंटिंग के प्रमुख गार्टनर विश्लेषक, एक सम्मोहक उपभोक्ता एप्लिकेशन - कुछ ऐसा जो केवल 3 डी प्रिंटर द्वारा घर पर बनाया जा सकता है - 2016 तक दिखाई देगा और 3 डी प्रिंटर पर पीसी या स्प्रैडशीट के समान प्रभाव पड़ेगा। एक मोबाइल फोन के लिए एक कैमरा के अलावा। Gridlogics Technologies की एक रिपोर्ट में कहा गया है कि प्रौद्योगिकी एक बड़े पैमाने पर बाज़ार की वस्तु बन जाएगी क्योंकि यह उपभोक्ताओं को आम घरेलू वस्तुओं को बदलने या बनाने में सक्षम बनाएगी जो अब पारंपरिक विनिर्माण विधियों के साथ उत्पादित होती हैं और इसमें विपणन, रसद और इन्वेंट्री रखरखाव से संबंधित लागतें शामिल होती हैं। चार्ल्स डब्ल्यू। हल, 1980 के दशक के मध्य में पहले 3 डी प्रिंटर के निर्माता और 3 डी सिस्टम के सह-संस्थापक और मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी, उद्योग की भविष्यवाणी करते हैं, इस दशक के अंत तक $ 4.5 बिलियन का व्यवसाय होगा.

3 डी प्रिंटिंग के अनुप्रयोग

3 डी प्रिंटिंग के भविष्य के उपयोग अभी भी खोजे जा रहे हैं। वर्तमान में अभी चल रहे कुछ मौजूदा अनुप्रयोगों में से कुछ निम्नलिखित हैं जो सामान्य उपयोग में होने की संभावना है.

1. चिकित्सा
सीएनएन के अनुसार, 3 डी प्रिंटर पहले से ही शोधकर्ताओं द्वारा अंग ऊतक (बायोप्रिनेटिंग) के छोटे स्ट्रिप्स, साथ ही चेहरे के उपांग (कान और नाक) को प्रिंट करने के लिए उपयोग किया जा रहा है। गुर्दे या यकृत जैसे मुद्रित अंग - प्रौद्योगिकी के विकास में अगला चरण - शुरू में दवा और वैक्सीन परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है और अंततः प्रत्यारोपण के लिए बहुत जरूरी अंगों का उत्पादन कर सकता है।.

बेसिलिएरे कहते हैं, "मानव अंगों और ऊतक को मुद्रित करने की क्षमता के साथ 3 डी बायोप्रिनेटिंग सुविधाएं इस तकनीक के प्रभाव को समझने और स्वीकार करने की तुलना में कहीं अधिक तेजी से आगे बढ़ेंगी।" 3 डी प्रिंटर वर्ल्ड के एडिटर-इन-चीफ माइक टोट्स के जवाब में, “कई बड़ी मेडिकल सफलताओं को नैतिक प्रतिरोध का सामना करना पड़ा, अंग प्रत्यारोपण से लेकर स्टेम सेल तक। क्या केवल अमीर ही इसे वहन कर पाएंगे? क्या हम भगवान का किरदार निभा रहे हैं? अंत में, जीवन को बचाने के लिए सभी आपत्तियों को पार करना पड़ता है। ”

2. कृत्रिम अंग
वाशिंगटन विश्वविद्यालय के छात्रों ने एक 13 वर्षीय लड़की के लिए एक कृत्रिम हाथ विकसित किया, जो एक नौका दुर्घटना में अपना अंग खो चुकी थी। जबकि अन्य प्रोस्थेटिक्स के रूप में उन्नत नहीं है, सामग्री के लिए $ 200 की लागत समान उपकरणों की $ 6,000 लागत से काफी कम थी, एक कारक जो कई कंपनियों में व्यापक आवेदन को रोकता है।.

रॉकलैंड, इलिनोइस के काइली विकर, जो अपने बाएं हाथ की उंगलियों के बिना पैदा हुए, ने $ 5 की लागत के लिए प्लास्टिक 3 डी प्रिंटेड उंगलियों का एक ऑपरेटिंग सेट प्राप्त किया और एक हाई स्कूल इंजीनियरिंग वर्ग द्वारा डिजाइन किया। एक कनाडाई प्रोफेसर अपने लगातार नागरिक युद्धों के पीड़ितों के लिए युगांडा भेजे जाने वाले कृत्रिम अंगों को बनाने के लिए एक 3 डी प्रिंटिंग प्रक्रिया पर काम कर रहा है.

3. फैशन
फैशन ने न्यूयॉर्क फैशन वीक 2013 के रनवे पर प्रस्तुत नेत्रहीन तेजस्वी कपड़े और सामान बनाने के लिए 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग किया है, साथ ही 2013 फ्रैंकफर्ट इंटरनेशनल मोटर शो में एक अद्वितीय "धूम्रपान" पोशाक का अनावरण किया। जब भी कोई व्यक्ति पहनने वाले के व्यक्तिगत स्थान पर कदम रखता है, तो धुएँ की पोशाक स्वतः धुएँ का पर्दा बनाती है.

2013 में ArtRave में लेडी गागा ने दुनिया की पहली फ्लाइंग ड्रेस, Volantis, एक और 3D प्रिंटेड ड्रेस पहनी थी। कॉन्टिनम दुनिया की पहली रेडी-टू-वियर, पूरी तरह से 3 डी प्रिंटेड बिकिनी, एन 12 प्रदान करता है, जिसका नाम उस सामग्री के लिए दिया गया है जिसमें से बनाया गया है: नायलॉन 12.

4. प्रोटोटाइप और टेस्ट मॉडल
ऑक्सफैम इंटरनेशनल, 17 संगठनों का एक अंतरराष्ट्रीय संघ है, जो तीसरी दुनिया के देशों में जल स्वच्छता की समस्याओं को हल करने के लिए अभिनव डिजाइन विकसित करने के लिए लोगों को खुद को गरीबी से बाहर निकालने के लिए व्यावहारिक, अभिनव तरीके खोजने के लिए काम कर रहा है। बड़े पैमाने पर उत्पादन में स्थानांतरित करने से पहले डिजाइनों को जल्दी से मुद्रित, परीक्षण और संशोधित किया जा सकता है। हालांकि यह अभी भी प्रक्रिया में जल्दी है, प्रायोजकों का मानना ​​है कि नए उपकरणों के तेजी से परीक्षण और बाद में 3 डी प्रिंटिंग के साथ संभव संशोधन ऐसे मानवीय परियोजनाओं में सफल साबित होंगे, जो वर्तमान में 2.4 मिलियन सीरियाई शरणार्थियों के लिए भीड़, असमान परिस्थितियों में हाथ स्वच्छता उपकरणों के रूप में सफल होंगे।.

इतालवी आविष्कारक एनरिको दीनी ने एक 3D प्रिंटर विकसित किया है, जिसे डी-शेप के रूप में जाना जाता है, जो तलछटी पत्थर बनाने के लिए रेत के कणों को एक साथ बांधता है। प्रिंटर को लागत के आधे के लिए पारंपरिक साधनों की तुलना में चार गुना तेजी से एक इमारत के निर्माण की अनुमति देने के लिए कहा जाता है। Ur Ecee, Kor Ecologic द्वारा डिज़ाइन किया गया एक हाइब्रिड ऑटोमोबाइल, एक दो-सीटर है जो 200 मील प्रति गैलन तक अनुमानित लागत $ 20,000 के साथ मिलता है, और पूरी तरह से 3D प्रिंटिंग द्वारा निर्मित है.

5. व्यक्तिगत उपयोग
लोग कस्टम ज्वेलरी, घरेलू सामान, खिलौने, और उपकरण जो भी आकार, आकार या रंग चाहते हैं, प्रिंट कर सकेंगे, साथ ही घर पर रिप्लेसमेंट पार्ट्स प्रिंट करने में सक्षम होंगे, न कि उन्हें ऑर्डर देने और उनके डिलीवर होने का इंतजार करने में। । रिसर्च फर्म स्ट्रैटेजी एनालिटिक्स के अनुसार, 2030 तक होम 3 डी प्रिंटिंग प्रति वर्ष 70 बिलियन डॉलर के उद्योग में विकसित हो सकती है.

भोजन के लिए 3 डी प्रिंटर भी आखिरकार बच्चों को उनकी सब्जियां खाने की समस्या को हल कर सकते हैं, क्योंकि माता-पिता के पास उन्हें हर तरह के आकार में ढालने की क्षमता होगी। यदि वे डायनासोर के आकार में तैयार किए गए होते तो शायद ब्रिकल्स स्प्राउट्स खाने के लिए एक सुंदर बच्चे को आश्वस्त किया जा सकता था.

3 डी प्रिंटिंग में बाधाएं

जबकि 3 डी प्रिंटर का वादा पर्याप्त है, इससे पहले कि उद्योग के समर्थकों की अपेक्षाओं पर काबू पाने के लिए समान रूप से महत्वपूर्ण बाधाएं हैं.

1. सरल, सस्ती उपभोक्ता प्रिंटर की कमी
$ 1,000 से कम में बिकने वाले 3 डी प्रिंटर की सीमित क्षमता है, इसे संचालित करना मुश्किल हो सकता है, अविश्वसनीय हो सकता है और उपयोग करने के लिए हाथ की विधानसभा की आवश्यकता हो सकती है। हालांकि ये दोष अंततः दूर हो जाएंगे, लेकिन एक किफायती उपभोक्ता मॉडल उपलब्ध होने से पहले काफी परीक्षण और त्रुटि और समय लग सकता है.

रणनीति + व्यापार नोटों में एक 2013 का लेख है कि "3 डी प्रिंटर कितना सस्ता हो जाता है, इसकी परवाह किए बिना, एक विनिर्माण संयंत्र विरूपण साक्ष्य छपाई के लिए कच्चे माल में पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं की पेशकश करना जारी रखेगा।" लेख में यह भी सवाल है कि क्या कोई उपभोक्ता प्लास्टिक कांटा या शतरंज का टुकड़ा बनाने के लिए घर पर 3 डी प्रिंटर का उपयोग करेगा या नहीं, यदि वह इसे स्थानीय वॉलमार्ट से खरीद सकता है.

2. मुद्रण के लिए उपयुक्त सामग्री का अभाव
वर्तमान में उपभोक्ता मूल्य ($ 2,500 और उससे कम) पर मिलने वाले प्रिंटर फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग तकनीक और पीएलए और एबीएस प्लास्टिक पर निर्भर हैं। यह सामग्री मजबूत नहीं है और प्रयोज्य में सीमित है। विशेषज्ञों का मानना ​​है कि अगली पीढ़ी को कार्बन कंपोजिट और धातुओं का उपयोग करने की आवश्यकता होगी यदि यह औसत उपभोक्ता के लिए उपयोगी हो.

यूके के द टेलीग्राफ में 2014 के एक लेख में नई तकनीक के पैरोकारों की खिल्ली उड़ाई गई, जो इस तरह के उज्ज्वल वायदा की घोषणा करते हैं, यह देखते हुए कि सफल होम 3 डी प्रिंटर "मॉडल बनाते हैं जो यह देखते हैं कि वे कुछ घंटों में रेडिएटर पर छोड़ दिए गए हैं।" लेखक इस बात पर ध्यान देता है कि हथियार के हिस्सों को इंटरनेट पर अपलोड करने के लिए यह सब बहुत अच्छी तरह से है, लेकिन धातु के साधन के बिना (एक क्षमता वाले उपभोक्ता 3 डी प्रिंटर अभी तक नहीं है), “यह आपके हाथ से दूर ले जाने की अधिक संभावना है गोली चलाओ। ”

3. सीएडी डिजाइन के ज्ञान की आवश्यकता
जबकि अलग-अलग वस्तुओं के लिए डाउनलोड करने योग्य फाइलें थिंगविवर्स और शेपेवेज़ जैसी साइटों से उपलब्ध हैं, वे आम तौर पर तकनीकी हैं और हर 3 डी प्रिंटर के साथ संगत नहीं हो सकती हैं। प्रिंटर के आसपास के विपणन प्रचार के कारण, उन्हें वास्तविक उपयोगकर्ताओं के अनुभव की तुलना में संचालित करने में आसान दर्शाया जा सकता है.

3 डी प्रिंटर उपयोगकर्ता ब्लॉग के लिए एक योगदानकर्ता टॉम मीक्स, 3 डी प्रिंटर और केयूरिग कॉफ़ेकेमेकर्स सिस्टम के बीच समानांतर और उपभोक्ता डिजाइन और उपयोग में आसानी के महत्व को नोट करता है, यह देखते हुए कि बाजार के फैसले को हासिल करने के लिए केयूरिग 16 साल लग गए। और यह माना जाना चाहिए कि संभावित 3 डी प्रिंटर उपयोगकर्ताओं की तुलना में बहुत अधिक कॉफी पीने वाले हैं। विपणन विशेषज्ञों का मानना ​​है कि प्रिंटर को पारंपरिक लेजर या डॉट मैट्रिक्स प्रिंटर के रूप में संचालित करने के लिए सरल होना चाहिए, अगर उन्हें व्यापक स्वीकृति मिलनी है.

4. धीमा, गन्दा, और संभावित रूप से खतरनाक
जबकि एक-के-लिए-एक या जटिल, महंगी वस्तुओं के लिए एकदम सही, बड़े पैमाने पर निर्माण के लिए प्रिंटर बहुत धीमा हैं। उपयोग की गई सामग्री और उपयोग के दौरान उनका उत्सर्जन, विशेष रूप से पाउडर, गन्दा और संभावित रूप से विषाक्त हो सकता है। अंत में, पीएलए प्लास्टिक का उपयोग करने वाले वर्तमान 3 डी प्रिंटर बहुत उच्च तापमान (220 से 230 डिग्री) पर संचालित होते हैं। हालांकि ये समस्याएं अचूक नहीं हैं, लेकिन इन्हें दूर करने में समय और निवेश लगेगा.

अंतिम शब्द

चाहे 3 डी प्रिंटर का टेलीविज़न, कंप्यूटर या मोबाइल फोन पर प्रभाव होगा, जैसा कि इसके अधिवक्ताओं द्वारा अपेक्षित अज्ञात है। जैसा कि प्रौद्योगिकी विकसित होती है, संभावनाएं और लाभ अनंत हैं। यह निश्चित रूप से एक तकनीक है कि एक सूक्ष्म उपभोक्ता संज्ञानात्मक होगा और यह परिपक्व होने के लिए तैयार होगा और उपभोक्ता उत्पाद बन जाएगा.

तुम क्या सोचते हो? क्या आप 3D प्रिंटर के स्वामी हैं?