গবেষকরা তরল ধাতুর সাথে দ্রুত 3D প্রিন্টিং প্রদর্শন করেন (w/video)

26 জানুয়ারী, 2024 (নানোওয়ার্ক নিউজ) এমআইটি গবেষকরা একটি সংযোজন উত্পাদন কৌশল তৈরি করেছেন যা তরল ধাতু দিয়ে দ্রুত মুদ্রণ করতে পারে, কয়েক মিনিটের মধ্যে টেবিলের পা এবং চেয়ার ফ্রেমের মতো বড় আকারের অংশ তৈরি করে। লিকুইড মেটাল প্রিন্টিং (এলএমপি) নামে পরিচিত তাদের কৌশলটিতে গলিত অ্যালুমিনিয়ামকে পূর্বনির্ধারিত পথ বরাবর ক্ষুদ্র কাঁচের পুঁতির বিছানায় জমা করা জড়িত। অ্যালুমিনিয়াম দ্রুত একটি 3D কাঠামোতে শক্ত হয়ে যায়।

[এম্বেড করা সামগ্রী]

গবেষকরা বলছেন যে এলএমপি তুলনামূলক ধাতু সংযোজন উত্পাদন প্রক্রিয়ার চেয়ে কমপক্ষে 10 গুণ দ্রুততর, এবং ধাতুকে তাপ ও ​​গলানোর পদ্ধতি অন্যান্য কিছু পদ্ধতির চেয়ে বেশি কার্যকর। কৌশলটি গতি এবং স্কেলের জন্য রেজোলিউশনকে উৎসর্গ করে। যদিও এটি এমন উপাদানগুলি মুদ্রণ করতে পারে যা সাধারণত ধীর সংযোজন কৌশলগুলির সাথে তৈরি করা থেকে বড়, এবং কম খরচে, এটি উচ্চ রেজোলিউশন অর্জন করতে পারে না। উদাহরণ স্বরূপ, এলএমপি দিয়ে উত্পাদিত অংশগুলি স্থাপত্য, নির্মাণ এবং শিল্প নকশার কিছু অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত হবে, যেখানে বড় কাঠামোর উপাদানগুলির প্রায়শই অত্যন্ত সূক্ষ্ম বিবরণের প্রয়োজন হয় না। এটি পুনর্ব্যবহৃত বা স্ক্র্যাপ ধাতুর সাথে দ্রুত প্রোটোটাইপিংয়ের জন্য কার্যকরভাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। সাম্প্রতিক একটি গবেষণায়, গবেষকরা অ্যালুমিনিয়াম ফ্রেম এবং টেবিল এবং চেয়ারের অংশগুলি মুদ্রণ করে পদ্ধতিটি প্রদর্শন করেছেন যা পোস্টপ্রিন্ট মেশিনিং প্রতিরোধ করার জন্য যথেষ্ট শক্তিশালী ছিল। তারা দেখিয়েছিল যে কীভাবে LMP দিয়ে তৈরি উপাদানগুলিকে উচ্চ-রেজোলিউশন প্রক্রিয়া এবং কার্যকরী আসবাব তৈরি করতে অতিরিক্ত উপকরণগুলির সাথে একত্রিত করা যেতে পারে। "এটি একটি সম্পূর্ণ ভিন্ন দিক যা আমরা ধাতু উত্পাদন সম্পর্কে চিন্তা করি যার কিছু বিশাল সুবিধা রয়েছে। এটার খারাপ দিকও আছে। কিন্তু আমাদের তৈরি বিশ্বের বেশিরভাগ - আমাদের চারপাশের জিনিস যেমন টেবিল, চেয়ার এবং বিল্ডিং - এর জন্য অত্যন্ত উচ্চ রেজোলিউশনের প্রয়োজন নেই। গতি এবং স্কেল, এবং পুনরাবৃত্তিযোগ্যতা এবং শক্তি খরচ সবই গুরুত্বপূর্ণ মেট্রিক্স,” বলেছেন স্কাইলার টিবিটস, স্থাপত্য বিভাগের সহযোগী অধ্যাপক এবং সেল্ফ-অ্যাসেম্বলি ল্যাবের সহ-পরিচালক, যিনি এলএমপি প্রবর্তনকারী একটি কাগজের সিনিয়র লেখক ("তরল ধাতু মুদ্রণ"; পিডিএফ)। টিবিটস কাগজে যুক্ত হয়েছেন প্রধান লেখক জেইন কারসান এসএম '২৩, যিনি এখন ইটিএইচ জুরিখে একজন পিএইচডি ছাত্র; পাশাপাশি কিমবল কায়সার এসএম '23 এবং জ্যারেড লাকস, একজন গবেষণা বিজ্ঞানী এবং ল্যাব সহ-পরিচালক। গবেষণাটি অ্যাসোসিয়েশন ফর কম্পিউটার এইডেড ডিজাইন ইন আর্কিটেকচার কনফারেন্সে উপস্থাপন করা হয়েছিল এবং সম্প্রতি অ্যাসোসিয়েশনের কার্যধারায় প্রকাশিত হয়েছে। তরল ধাতু মুদ্রণ প্রক্রিয়ার মধ্যে রয়েছে গলিত অ্যালুমিনিয়ামকে পূর্বনির্ধারিত পথ বরাবর ক্ষুদ্র, কাচের পুঁতির বিছানায় জমা করা, যেমনটি এখানে দেখা গেছে। (ছবি: এমআইটি স্ব-সমাবেশ ল্যাব)

উল্লেখযোগ্য গতি

নির্মাণ ও স্থাপত্যে প্রচলিত ধাতু দিয়ে মুদ্রণের একটি পদ্ধতি, যাকে বলা হয় ওয়্যার আর্ক অ্যাডেটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং (WAAM), এটি বড়, কম-রেজোলিউশনের কাঠামো তৈরি করতে সক্ষম, তবে এগুলি ক্র্যাকিং এবং ওয়ার্পিংয়ের জন্য সংবেদনশীল হতে পারে কারণ কিছু অংশ অবশ্যই রিমেল্ট করা উচিত। মুদ্রণ প্রক্রিয়া। অন্যদিকে, এলএমপি পুরো প্রক্রিয়া জুড়ে উপাদানটিকে গলিত রাখে, রিমেল্টিংয়ের কারণে সৃষ্ট কিছু কাঠামোগত সমস্যা এড়িয়ে যায়। রাবার দিয়ে দ্রুত তরল মুদ্রণের উপর গ্রুপের পূর্ববর্তী কাজের উপর অঙ্কন করে, গবেষকরা একটি মেশিন তৈরি করেছেন যা অ্যালুমিনিয়াম গলিয়ে, গলিত ধাতু ধরে রাখে এবং উচ্চ গতিতে অগ্রভাগের মাধ্যমে জমা করে। বড় আকারের অংশ মাত্র কয়েক সেকেন্ডের মধ্যে প্রিন্ট করা যেতে পারে, এবং তারপর গলিত অ্যালুমিনিয়াম কয়েক মিনিটের মধ্যে ঠান্ডা হয়। “আমাদের প্রক্রিয়ার হার সত্যিই বেশি, কিন্তু নিয়ন্ত্রণ করাও খুব কঠিন। এটা কমবেশি কল খোলার মত। আপনার কাছে গলে যাওয়ার জন্য প্রচুর পরিমাণে উপাদান রয়েছে, যা কিছু সময় নেয়, কিন্তু একবার আপনি এটি গলে গেলে, এটি একটি ট্যাপ খোলার মতো। এটি আমাদের এই জ্যামিতিগুলিকে খুব দ্রুত মুদ্রণ করতে সক্ষম করে,” কারসান ব্যাখ্যা করেন। দলটি অ্যালুমিনিয়াম বেছে নিয়েছে কারণ এটি সাধারণত নির্মাণে ব্যবহৃত হয় এবং সস্তায় এবং দক্ষতার সাথে পুনর্ব্যবহৃত করা যায়। অ্যালুমিনিয়ামের রুটির আকারের টুকরোগুলি একটি বৈদ্যুতিক চুল্লিতে জমা করা হয়, "যা মূলত একটি স্কেল-আপ টোস্টারের মতো," কারসান যোগ করেন। চুল্লির ভিতরে ধাতব কয়েলগুলি ধাতুকে 700 ডিগ্রি সেলসিয়াসে গরম করে, অ্যালুমিনিয়ামের 660-ডিগ্রি গলনাঙ্কের সামান্য উপরে। অ্যালুমিনিয়ামকে একটি গ্রাফাইট ক্রুসিবলে উচ্চ তাপমাত্রায় রাখা হয় এবং তারপরে গলিত উপাদানটিকে একটি সিরামিক অগ্রভাগের মাধ্যমে একটি প্রিন্ট বেডে একটি পূর্বনির্ধারিত পথ ধরে মাধ্যাকর্ষণ দ্বারা খাওয়ানো হয়। তারা দেখতে পেল যে তারা যত বেশি অ্যালুমিনিয়াম গলতে পারে, প্রিন্টার তত দ্রুত যেতে পারে। "গলিত অ্যালুমিনিয়াম তার পথের প্রায় সবকিছু ধ্বংস করবে। আমরা স্টেইনলেস স্টিলের অগ্রভাগ দিয়ে শুরু করেছি এবং তারপরে সিরামিক দিয়ে শেষ হওয়ার আগে টাইটানিয়ামে চলে এসেছি। কিন্তু এমনকি সিরামিক অগ্রভাগও আটকে যেতে পারে কারণ উত্তাপ সর্বদা অগ্রভাগের ডগায় সম্পূর্ণ অভিন্ন হয় না,” কারসান বলেছেন। গলিত উপাদানটিকে সরাসরি একটি দানাদার পদার্থের মধ্যে ইনজেকশনের মাধ্যমে, গবেষকদের অ্যালুমিনিয়াম কাঠামোটিকে ধরে রাখার জন্য সমর্থনগুলি প্রিন্ট করার দরকার নেই কারণ এটি আকার নেয়। এলএমপি প্রক্রিয়া জটিল জ্যামিতির মুদ্রণ সক্ষম করতে পারে, যেমন এখানে দেখা যায় সর্পিল। (ছবি: এমআইটি স্ব-সমাবেশ ল্যাব)

প্রক্রিয়াটি নিখুঁত করা

তারা 100-মাইক্রন কাচের পুঁতি নির্বাচন করার আগে গ্রাফাইট গুঁড়ো এবং লবণ সহ প্রিন্ট বিছানা পূরণ করার জন্য বেশ কয়েকটি উপকরণ নিয়ে পরীক্ষা করে। ক্ষুদ্র কাঁচের পুঁতি, যা গলিত অ্যালুমিনিয়ামের অত্যন্ত উচ্চ তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে, একটি নিরপেক্ষ সাসপেনশন হিসাবে কাজ করে যাতে ধাতু দ্রুত ঠান্ডা হতে পারে। “কাঁচের পুঁতিগুলি এতই সূক্ষ্ম যে সেগুলি আপনার হাতে সিল্কের মতো মনে হয়। পাউডারটি এত ছোট যে এটি মুদ্রিত বস্তুর পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলিকে সত্যিই পরিবর্তন করে না, "টিবিটস বলেছেন। ক্রুসিবলে রাখা গলিত উপাদানের পরিমাণ, প্রিন্ট বেডের গভীরতা এবং অগ্রভাগের আকার এবং আকৃতি চূড়ান্ত বস্তুর জ্যামিতির উপর সবচেয়ে বেশি প্রভাব ফেলে। উদাহরণস্বরূপ, বৃহত্তর ব্যাসের বস্তুর অংশগুলি প্রথমে মুদ্রিত হয়, যেহেতু অ্যালুমিনিয়ামের পরিমাণ অগ্রভাগটি ক্রুসিবল খালি হওয়ার সাথে সাথে টেপারগুলিকে সরিয়ে দেয়। অগ্রভাগের গভীরতা পরিবর্তন করা হলে তা ধাতব কাঠামোর পুরুত্বকে পরিবর্তন করে। এলএমপি প্রক্রিয়ায় সহায়তা করার জন্য, গবেষকরা একটি নির্দিষ্ট সময়ে মুদ্রণ বিছানায় জমা করা উপাদানের পরিমাণ অনুমান করার জন্য একটি সংখ্যাসূচক মডেল তৈরি করেছেন। যেহেতু অগ্রভাগ কাচের গুঁড়ি গুঁড়োতে ধাক্কা দেয়, গবেষকরা গলিত অ্যালুমিনিয়াম জমা হওয়ার সাথে সাথে দেখতে পারে না, তাই মুদ্রণ প্রক্রিয়ার নির্দিষ্ট পয়েন্টগুলিতে কী ঘটতে হবে তা অনুকরণ করার জন্য তাদের একটি উপায় প্রয়োজন, টিবিটস ব্যাখ্যা করেছেন। গবেষকরা তরল ধাতব মুদ্রণ প্রক্রিয়ার ফিড রেট সামঞ্জস্য করতে পারেন যাতে অগ্রভাগ নড়াচড়া করার সাথে সাথে মুদ্রিত বস্তুর আকৃতি পরিবর্তন করে কম-বেশি উপাদান জমা হয়। (চিত্র: এমআইটি স্ব-সমাবেশ ল্যাব) তারা পরিবর্তনশীল বেধের সাথে দ্রুত অ্যালুমিনিয়াম ফ্রেম তৈরি করতে এলএমপি ব্যবহার করেছে, যা মিলিং এবং বিরক্তিকর মতো মেশিনিং প্রক্রিয়াগুলি সহ্য করার জন্য যথেষ্ট টেকসই ছিল। তারা এলএমপি এবং এই পোস্ট-প্রসেসিং কৌশলগুলির সংমিশ্রণ প্রদর্শন করে চেয়ার এবং একটি টেবিল তৈরি করে যা নিম্ন-রেজোলিউশন, দ্রুত মুদ্রিত অ্যালুমিনিয়ামের অংশ এবং কাঠের টুকরোগুলির মতো অন্যান্য উপাদানগুলির সমন্বয়ে গঠিত। এগিয়ে যাওয়া, গবেষকরা মেশিনে পুনরাবৃত্তি চালিয়ে যেতে চান যাতে তারা উপাদানটিকে আটকানো থেকে আটকাতে অগ্রভাগে ধারাবাহিক গরম করতে সক্ষম করতে পারে এবং গলিত উপাদানের প্রবাহের উপর আরও ভাল নিয়ন্ত্রণ অর্জন করতে পারে। কিন্তু বড় অগ্রভাগের ব্যাস অনিয়মিত প্রিন্টের দিকে নিয়ে যেতে পারে, তাই এখনও প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে হবে। “যদি আমরা এই মেশিনটিকে এমন কিছু তৈরি করতে পারি যা মানুষ প্রকৃতপক্ষে পুনর্ব্যবহৃত অ্যালুমিনিয়াম এবং মুদ্রণের অংশগুলিকে গলানোর জন্য ব্যবহার করতে পারে, তবে এটি ধাতু উত্পাদনে একটি গেম-চেঞ্জার হবে। এই মুহুর্তে, এটি করা যথেষ্ট নির্ভরযোগ্য নয়, তবে এটিই লক্ষ্য," টিবিটস বলেছেন। "Emeco-এ, আমরা খুব অ্যানালগ উত্পাদনের বিশ্ব থেকে এসেছি, তাই তরল ধাতব মুদ্রণকে সম্পূর্ণ কাঠামোগত অংশগুলির সম্ভাবনা সহ সূক্ষ্ম জ্যামিতি তৈরি করা দেখতে সত্যিই বাধ্যতামূলক ছিল," বলেছেন Jaye Buchbinder, যিনি আসবাবপত্র কোম্পানি Emeco-এর ব্যবসায়িক উন্নয়নে নেতৃত্ব দেন এবং ছিলেন এই কাজের সাথে জড়িত নয়। “তরল ধাতব মুদ্রণটি কাস্টম জ্যামিতিতে ধাতব অংশ তৈরি করার ক্ষমতার ক্ষেত্রে সত্যই লাইনে চলে এবং দ্রুত পরিবর্তন বজায় রাখে যা আপনি সাধারণত অন্যান্য মুদ্রণ বা গঠন প্রযুক্তিতে পান না। মেটাল প্রিন্টিং এবং মেটাল ফর্মিং বর্তমানে যেভাবে পরিচালনা করা হয় তা বিপ্লব করার প্রযুক্তির জন্য অবশ্যই সম্ভাবনা রয়েছে।"

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://www.nanowerk.com/news2/gadget/newsid=64521.php