স্ব-প্রতিলিপিকারী প্রিন্টার কম্পিউটার অঙ্কন থেকে বস্তু তৈরি করে? বৈজ্ঞানিক কল্পকাহিনী নয়, কিন্তু একটি বাস্তবতা যা ম্যানুফ্যাকচারিংয়ে বিপ্লব ঘটাবে।
যদিও আপনি এটি মনে নাও করতে পারেন, 1986 একটি গুরুত্বপূর্ণ বছর ছিল। লন্ডন স্টক এক্সচেঞ্জের নিয়ন্ত্রণমুক্তকরণ অর্থ সম্পর্কে আমাদের চিন্তাভাবনাকে বদলে দিয়েছে; চেরনোবিল পারমাণবিক শক্তি সম্পর্কে আমাদের চিন্তাধারা পরিবর্তন করেছে; টপ গান সিনেমার সাউন্ডট্র্যাক সম্পর্কে আমাদের চিন্তাভাবনা পরিবর্তন করেছে, এবং যারা সাবধানে মনোযোগ দিচ্ছেন তাদের জন্য, চক হাল নামে একজন আমেরিকান ভদ্রলোক আমাদের উত্পাদন সম্পর্কে চিন্তাভাবনা পরিবর্তন করেছেন৷
সেই বছর 11 ই মার্চ (সম্ভবত রোমের ঐতিহ্যগত প্রতিষ্ঠার এক মিলিয়ন দিন পরে), হুলকে ইউএস পেটেন্ট নম্বর 4, 575, 330 দিয়ে জারি করা হয়েছিল: 'স্টিরিওলিথোগ্রাফি দ্বারা ত্রিমাত্রিক বস্তুর উত্পাদনের জন্য যন্ত্রপাতি'। আর তাই 3D প্রিন্টারের জন্ম হয়েছে।
3D প্রিন্টিং কোম্পানি 3T RPD-এর সেলস ম্যানেজার ফিল কিলবার্ন বলেছেন ‘চাক হাল সেই লোক যে এটি সব শুরু করেছিল। 'তিনি সেই সময়ে জেরক্সের জন্য কাজ করছিলেন, এবং একটি কঠিন ত্রিমাত্রিক মডেল তৈরি করতে একে অপরের উপরে কালি রাখার ধারণা নিয়ে এসেছিলেন। তিনি এই প্রক্রিয়াটি গ্রহণ করেন এবং প্রথম 3D প্রিন্টিং কোম্পানি, 3D সিস্টেম শুরু করেন।'
শুরুতে
হুলের আসল 3D প্রিন্টারটি তরল ফটোপলিমারের একটি ভ্যাটের পৃষ্ঠের উপর একটি দ্বি-মাত্রিক আকৃতি আঁকতে একটি অতিবেগুনী আলো ব্যবহার করেছে, একটি পদার্থ যা অতি-বেগুনি রশ্মির সংস্পর্শে আসলে শক্ত হয়ে যায়। এই প্রক্রিয়াটি বারবার ঘটে, একটি 3D বস্তু তৈরি করতে 2D স্তর তৈরি করে। যদিও 3D প্রিন্টারগুলিতে ব্যবহৃত প্রক্রিয়া এবং উপকরণগুলি তখন থেকে অনেক দূর এগিয়েছে, মূল বিষয়গুলি একই থাকে৷
3T RPD-এর আইটি ম্যানেজার মার্টিন হ্যারিস বলেছেন ‘আমরা যে মেশিনগুলি ব্যবহার করি সেগুলি এখন লেজার ব্যবহার করে৷ 'প্রক্রিয়াটি অত্যন্ত চতুর, তবে এর মৌলিক আকারে এটি খুব সহজ: কিছু পাউডার নিন এবং এটি গলিয়ে নিন।সুতরাং আমাদের মেশিনগুলিতে আপনার কাছে গুঁড়ো উপাদানের একটি বিছানা রয়েছে, উদাহরণস্বরূপ নাইলন, যা প্রিন্টারের চেম্বারে তার গলনাঙ্কের ঠিক নীচে উত্তপ্ত হয়। লেজারগুলি তারপরে পাউডারের উপরে আপনি যে উপাদানটি তৈরি করতে চান তার দ্বি-মাত্রিক ক্রস বিভাগগুলি চিহ্নিত করে, প্রতিবার একটি 2D স্তর গলিয়ে দেয়। একবার একটি স্তর চিহ্নিত করা হলে, প্রিন্টারের বিছানা নিচে নেমে যায়, ধরা যাক, 120 মাইক্রন [0.12 মিমি], তারপরে একটি রি-কোটার আর্ম উপরে গুঁড়ো উপাদানের আরেকটি স্তর ছড়িয়ে দেয় এবং লেজারের ট্রেসিংয়ের সাথে প্রক্রিয়াটি আবার শুরু হয়। পরের স্তরের বাইরে।'
এই প্রক্রিয়াটি 'সিন্টারিং' পদ্ধতিতে পূর্বাভাস দেওয়া হয়, যেখানে উচ্চ তাপমাত্রায় একটি পাউডারের কণার পরমাণু একে অপরের মধ্যে ছড়িয়ে পড়ে এবং একটি শক্ত টুকরো হয়ে যায়। কিন্তু শুধুমাত্র কিছু প্লাস্টিকের দিকে একটি লেজার লক্ষ্য করা এবং একটি দরকারী বস্তুর আবির্ভাব আশা করাই যথেষ্ট নয়৷
'আপনি প্রথমে যা করবেন তা হল আপনি যা তৈরি করতে চান তার একটি 3D CAD [কম্পিউটার-এডেড ডিজাইন] মডেল তৈরি করুন,' হ্যারিস বলেছেন।'তারপর, বেসপোক সফ্টওয়্যার ব্যবহার করে, আপনি মডেলগুলিকে একটি ভার্চুয়াল 3D স্পেসে প্যাক করেন যা প্রিন্টার বিছানার আকারের আয়না করে। সেখান থেকে আপনি আপনার সমস্ত ফাইল STL - স্টেরিওলিথোগ্রাফি বা ত্রিভুজাকার ফাইলগুলিতে সংরক্ষণ করেন - এবং যখন আপনি ফাইলগুলি প্রস্তুত করেন তখন আপনি যে বেধ তৈরি করছেন তাতে মূলত সেগুলিকে টুকরো টুকরো করে দিন৷ সেই সমস্ত টুকরো টুকরো ফাইলগুলি কম্পিউটারে পাঠানো হয় যা প্রিন্টারকে নিয়ন্ত্রণ করে এবং তারপরে এটি শুধুমাত্র গো চাপার একটি কেস, এবং প্রিন্টার এটি মুদ্রণ করবে। হাস্যকরভাবে, এই প্রিন্টারের অনেক অংশ এখানে অন্যান্য প্রিন্টারে মুদ্রিত হয়, তাই সেগুলি স্ব-পুনরাবৃত্ত হয়ে উঠেছে৷'
হ্যারিস বিগত 13 বছর ধরে 3T RPD-এর সাথে জড়িত এবং অতি সম্প্রতি, রেস ওয়্যার প্রতিষ্ঠা করেছে, একটি সাইকেল কম্পোনেন্ট কোম্পানি যা তার পণ্য তৈরি করে – প্লাস্টিক গারমিন মাউন্ট থেকে টাইটানিয়াম চেইন ক্যাচার পর্যন্ত – 3T RPD এর প্রিন্টার ব্যবহার করে।
'আমি এটিতে এসেছি কারণ আমি একটি SRM চালাই এবং এক জোড়া ইস্টন টিটি বার আছে,' হ্যারিস বলেছেন। 'যখন আমি একটি বার মাউন্ট খুঁজতে গিয়েছিলাম, তখন আমি যা পেয়েছি তা হল কিছু ভয়ঙ্কর অ্যাডাপ্টার কিট, তাই আমি ভেবেছিলাম আমি নিজের তৈরি করব।আমি ভেবেছিলাম যে আমি যদি আমার জন্য একটি তৈরি করি, আমি দেখব যে অন্য কেউ এটি চায় কিনা, তাই আমি একটি টিটি ফোরামে গিয়েছিলাম এবং চারপাশে জিজ্ঞাসা করলাম। জেসন সোয়ান নামে এই লোকটি বলেছিল যে সে একটি গারমিন চায়, এবং সে একজন সিএডি ডিজাইনার তাই সে আমাকে নকশাটি দিয়েছে। প্রথম পুনরাবৃত্তি থেকে আমরা এখন যে সংস্করণটি বিক্রি করছি তা পেতে আমাদের মাত্র তিন বা চার মাস সময় লেগেছে।’
হ্যারিস যেমন ইঙ্গিত করেছেন, 3D উত্পাদনের সাথে আসা মূল অগ্রগতিগুলির মধ্যে একটি হল গতি এবং সহজে যে পণ্যগুলি উত্পাদন করা যায় এবং সম্মান করা যায়৷ ড্রয়িং বোর্ড থেকে সমাপ্ত নিবন্ধ পর্যন্ত সামগ্রিক প্রক্রিয়াটি আরও ঐতিহ্যগত পদ্ধতির তুলনায় ব্যতিক্রমীভাবে দ্রুত – যদিও প্রিন্ট করা পণ্যের জটিলতা এবং সংখ্যার উপর নির্ভর করে নির্মাণের সময় কয়েক ঘন্টা থেকে এক সপ্তাহ পর্যন্ত সময় নিতে পারে৷
'অন্যান্য উত্পাদন প্রক্রিয়ার বিপরীতে, যেমন ইনজেকশন ছাঁচনির্মাণ, 3D প্রিন্টিংয়ের সাথে কোনও টুলিং নেই,' হ্যারিস বলেছেন। 'আমাকে যা করতে হবে তা হল CAD মডেল তৈরি করা, কয়েকটি টেস্ট রান করা, কয়েকটি পরিবর্তন করা এবং তারপর যখন আমি এতে খুশি হব, মুদ্রণ শুরু করা।মানুষ এটার চারপাশে তাদের মাথা পেতে কঠিন খুঁজে. তারা জিজ্ঞাসা করে যে লিড টাইম কী এবং আমি উত্তর দিতে পারি, "দুই বা তিন সপ্তাহ," যখন তারা কেউ বলে অভ্যস্ত যে, "এটি আগামী বছরের চতুর্থ চতুর্থাংশের মধ্যে তৈরি হয়ে যাবে।"'
দ্রুত প্রোটোটাইপিং
অবশ্যই 3T RPD এবং রেস ওয়্যার একা নয়; অন্যান্য নির্মাতারা এবং শিল্প বর্তমানে 3D প্রিন্টিংয়ের সুবিধাগুলি কাটাচ্ছে এবং সীমানাকে আরও এগিয়ে নিতে চাইছে। অডি 3D প্রিন্টিং রোবট ব্যবহার করে RSQ কনসেপ্ট কার তৈরি করতে যা I, Robot ছবিতে উপস্থিত হয়েছিল; ফর্মুলা ওয়ান দল যেমন সাবার তাদের গাড়িতে 3D প্রিন্টেড ব্রেক ডাক্ট ব্যবহার করে এবং, অতি সম্প্রতি, ডাচ আর্কিটেক্ট ফার্ম Dus Architects একটি সম্পূর্ণ বাড়ি 3D প্রিন্ট করার পরিকল্পনা ঘোষণা করেছে। সুতরাং, যদি এই সব সম্ভব হয় (ঘরটি 'কারমারমেকার' নামে একটি ছয় মিটার উচ্চ প্রিন্টারের অংশে নির্মিত হবে বলে অভিযোগ), বাইকের নিজেরাই কী প্রভাব ফেলতে পারে? একজন ব্যক্তি যিনি মনে করেন যে তিনি জানেন তিনি রিডলি বাইকের গবেষণা ও উন্নয়নের প্রধান, ডার্ক ভ্যান ডেন বার্ক৷
‘আমরা গত দুই বা তিন বছর ধরে ছোট ছোট প্রোটোটাইপ উপাদান মুদ্রণ করছি, যেমন নোয়া ফাস্ট ফর্কের ব্রেক,’ ভ্যান ডেন বার্ক বলেছেন। 'কিন্তু এই বছর প্রথমবার [2013] আমরা আমাদের ডিন টিটি বাইকের নতুন সংস্করণের বিকাশের অংশ হিসাবে একটি সম্পূর্ণ ফ্রেম প্রিন্ট করেছি। এটি চালানো বা স্ট্রেস পরীক্ষা করার মতো যথেষ্ট শক্তিশালী নয়, তবে এটি বায়ু-টানেল এবং সমাবেশ পরীক্ষায় অ্যারো টেস্টিংয়ের জন্য দুর্দান্ত, যেখানে আমরা এটিকে বাস্তব উপাদান দিয়ে তৈরি করতে পারি যাতে সবকিছু ফিট হয়।’
রেস ওয়্যারের মতো, এই বিশেষ ধরনের 3D প্রিন্টিং - দ্রুত প্রোটোটাইপিং নামে পরিচিত - রিডলিকে দ্রুত এবং সস্তায় পরিবর্তন করতে দেয়। 'ডিন টানেলে পরীক্ষা করার জন্য টিউব আকার দিয়ে শুরু করেছিলেন। তারপর আমরা সম্পূর্ণ ফ্রেম তৈরি. আমরা এইগুলি পরীক্ষা করি, মূল্যায়ন করি, তারপরে ফিরে যাই এবং ছোট পরিবর্তন করি। এটি দুর্দান্ত জিনিস - ছোট পরিবর্তনগুলি খুব দ্রুত করা যেতে পারে। আপনাকে শুধু একটি বোতাম চাপতে হবে এবং প্রিন্টার মুদ্রণ বন্ধ করার জন্য অপেক্ষা করতে হবে।
‘আগে আপনি একটি ফ্রেম তৈরি করতে কম্পিউটার এবং সফ্টওয়্যার ব্যবহার করতেন, যেখানে আপনি সবুজ আলো দেবেন এবং ফ্রেম নির্মাতারা ছাঁচ কাটা শুরু করবে। যদিও 3D প্রিন্টিং সস্তা প্রযুক্তি নয়, এটি অবশ্যই একটি ছাঁচ খোলার চেয়ে সস্তা, ফ্রেমে কিছু ভুল দেখে এবং আবার শুরু করতে হবে,’ ভ্যান ডি বার্ক যোগ করেছেন।
সুতরাং, যদি 3T RPD-এর মতো কোম্পানিগুলি ধাতুতে প্রিন্ট করতে পারে এবং Ridley-এর মতো নির্মাতারা ইতিমধ্যেই পুরো প্রোটোটাইপ বাইকের ফ্রেমগুলি প্রিন্ট করছে, তাহলে কেন আমরা দুটিকে একসাথে রেখে রাইডযোগ্য বাইক প্রিন্ট করা শুরু করতে পারি না?
‘একটি সম্পূর্ণ ফ্রেমের জন্য এটি বেশ কঠিন কারণ রাইডিংয়ের সময় একটি ফ্রেম যেভাবে লোড করা হয়,’ ভ্যান ডেন বার্ক ব্যাখ্যা করেন। 'এটি একটি জটিল কাঠামো যা সমস্ত ধরণের চাপ এবং স্ট্রেন মোকাবেলা করতে সক্ষম হওয়া দরকার। কার্বনের সাহায্যে, আপনি যেভাবে স্তরগুলি তৈরি করেন সেটিই একটি ফ্রেমকে একটি নির্দিষ্ট দিকে শক্ত বা শক্ত করে তোলে। মুদ্রণের সাথেএর বৈশিষ্ট্যগুলি নিয়ন্ত্রণ করা আরও কঠিন
উপাদানটি এবং এটিই ফ্রেম উত্পাদনকে কঠিন করে তোলে। যাইহোক, জিনিসগুলি অবশ্যই সেই দিকে যাচ্ছে।'
স্কেলের অর্থনীতি
ব্রিস্টলের চ্যানেলে ফিরে, এমন একটি সংস্থা রয়েছে যার জন্য 3D প্রিন্টেড ফ্রেমের বাস্তবতা আরও কাছে আসছে – অন্তত কিছু অংশে৷
চার্জ বাইক EADS (ইউরোপিয়ান অ্যারোনটিক ডিফেন্স অ্যান্ড স্পেস কোম্পানি) এর সাথে প্রথম প্রোডাকশন-প্রিন্টেড ড্রপআউট তৈরি করতে কাজ করছে। Ti6Al4V টাইটানিয়াম থেকে তৈরি, চার্জের ফ্রিজার ক্রস বাইকে ঢালাই করার জন্য তাইওয়ানে পাঠানোর আগে ড্রপআউটগুলি EADS-এর সুবিধায় প্রিন্ট করা হয়। যাইহোক, চার্জ প্রো রাইডার ক্রিস মেটক্যাফের অধীনে EN পরীক্ষা এবং কঠোর আট মাস ড্রপআউটদের তাদের CNC'd কাজিনদের মতো সফল বলে দেখিয়েছে, তারা এবং তারা যে প্রক্রিয়ার অংশ, তাতে সীমাবদ্ধতা নেই।
Charge's Neil Cousins বলেছেন, 'বর্তমানে প্রিন্ট করা ড্রপআউটগুলি একটি স্ট্যান্ডার্ড ফ্রিজার ফ্রেমের খরচে 20% যোগ করে, কারণ প্রতিটি বিল্ড প্রিন্টারের আকারের কারণে সর্বাধিক 50টি ড্রপআউট তৈরি করতে পারে৷আমরা সেখানে প্রিন্টারের সংখ্যা নিয়েও সীমাবদ্ধ - বর্তমানে যুক্তরাজ্যের অন্য তিনটি কোম্পানির কাছে সেগুলি রয়েছে - এবং সেগুলি ব্যবহার করার জন্য প্রয়োজনীয় দক্ষতা এবং দক্ষতা৷'
মামাতো ভাইয়েরা উল্লেখ করেছেন যে ভবিষ্যতে মেশিনের আকার এবং সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে সাথে এই জাতীয় যন্ত্রাংশ উৎপাদনের খরচ কমতে না পারার কোন কারণ নেই, তবে আপাতত তিনি প্রযুক্তিটি কোথায় যাচ্ছে সে সম্পর্কে বাস্তবসম্মত: 'আমরা সর্বদা অংশগুলির জন্য পরিকল্পনা নিয়ে আসছে এবং এখানে একটি নতুন শিল্প ডিজাইনার নিয়োগ করেছে৷ একটি জিনিস মনে রাখবেন যে অনেক যন্ত্রাংশ এত ব্যয়বহুল হবে যে আমাদের এমন কিছু না করার বিষয়ে সতর্ক থাকতে হবে যা আমাদের পরিবেশকদের তাকগুলিতে বছরের পর বছর ধরে বসে থাকবে। এটি বলেছে, বাইক শিল্পের অনেক বড় খেলোয়াড় প্রযুক্তি সম্পর্কে আরও তথ্য পেতে আমাদের এবং EADS-এর সাথে যোগাযোগ করেছেন এবং স্বল্প মেয়াদে আমি সহজেই দেখতে পাচ্ছি যে হাব, মেচের মতো উপাদান তৈরিতে 3D প্রিন্টিং ব্যবহার করা হচ্ছে। এবং ক্যাসেট।'
রেস ওয়্যারের মার্টিন হ্যারিস হয়তো আরও এক ধাপ এগিয়ে থাকবেন, একটি টাইটানিয়াম স্টেম তৈরি করতে অ্যারোডাইনামিক গুরু সাইমন স্মার্টের সাথে সহযোগিতা করেছেন।একটি সমাপ্ত, বিক্রয়যোগ্য আইটেম হওয়া থেকে অনেক দূরে (হ্যারিস অনুমান করেছেন যে বর্তমান সংস্করণটির জন্য তাকে £5,000 খরচ হয়েছে, তাই একটি স্থানান্তর করা একটু কঠিন হতে পারে), এটি কেবল প্রমাণ করে যে 3D প্রিন্টিং বর্তমানে কোন স্তরে রয়েছে এবং এটিও কী রেস ওয়্যার এবং চার্জের মতো কোম্পানীগুলি যেখানে যেতে চায় সেখানে যেতে এটি লাগবে৷
3T RPD-এর ফিল কিলবার্ন বলেছেন ‘3D প্রিন্টিংয়ের ভবিষ্যতের চাবিকাঠি হল প্রক্রিয়াটি বোঝা। 'মানুষকে প্রযুক্তিতে বিশ্বাস করাতে, এটি কী করতে পারে এবং কী করতে পারে না সে সম্পর্কে মানুষকে শিক্ষিত করার জন্য আমাদের পক্ষ থেকে অনেক মিশনারি কাজ করা হয়েছে। একবার আপনি প্রক্রিয়াটি বুঝতে পারলেই আপনি এটির সুবিধা নিতে পারবেন। এটি এখনও সেখানে পৌঁছায়নি, কিন্তু যখন এটি হয়, 3D প্রিন্টিং বিস্ফোরিত হতে চলেছে৷'
সূক্ষ্ম মুদ্রণ: 3D প্রিন্টিং আসলে কীভাবে কাজ করে
- প্লাস্টিকের তৈরির পাশাপাশি, 3T RPD-তে একাধিক মেশিন রয়েছে যা ধাতব অংশ মুদ্রণ করে, যেমন এই টাইটানিয়াম চেইন ক্যাচারগুলি রেস ওয়্যার দ্বারা চালু করা হয়েছে৷
- প্রিন্টার চেম্বারটি 70 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উত্তপ্ত হয়, একটি একক ফাইবার লেজারের আগে, 1, 000 ডিগ্রি সেলসিয়াস+ তাপমাত্রায় কাজ করে, টাইটানিয়াম পাউডারের বিছানায় দুটি মাত্রিক স্তর খুঁজে বের করে৷
- আপনি যে উজ্জ্বল সাদা আলো দেখতে পাচ্ছেন সেটি লেজারের বিন্দু নয়, বরং একটি তীব্র আলো যা পাউডার করা টাইটানিয়াম গলিত হওয়ার সাথে সাথে নির্গত হয়।
- চেইন ক্যাচারগুলি 20-মাইক্রন স্তরে তৈরি - প্রতিটি স্তর চিহ্নিত করার পরে, পাউডারের একটি তাজা স্তর ছড়িয়ে পড়ার আগে প্রিন্টারের বিছানা 0.02 মিমি কমে যায়৷
- মেটাল প্রিন্টার বিছানা প্লাস্টিকের প্রিন্টার বিছানার চেয়ে অনেক ছোট হয়। কিন্তু সর্বশেষ 3T RPD-এর মেশিনগুলি ইতিমধ্যেই তাদের পূর্বসূরীদের তুলনায় 50% বেশি তৈরি করেছে৷
- প্রিন্টারকে বড় করে তোলার ক্ষেত্রে বড় সমস্যা হল ফোকাসিং লেজারের সাথে। ছোট ধাতব প্রিন্টারগুলি একটি একক লেজার ব্যবহার করে, যেখানে বৃহত্তর এলাকার প্লাস্টিকের প্রিন্টারগুলি অবশ্যই দুটি ব্যবহার করে৷
- টাইটানিয়ামে তিনটি চেইন ক্যাচার প্রিন্ট করতে প্রায় চার ঘণ্টা সময় লাগে। প্রিন্টারের বিছানায় 50 পর্যন্ত চেপে রাখা যেতে পারে, কিন্তু নির্মাণের সময় প্রায় 12 ঘন্টা বেড়ে যাবে।
- নির্মাণ শেষ হয়ে গেলে, অংশগুলি প্রায় বালির স্তূপ থেকে পাথর উদ্ধারের মতো সরানো যেতে পারে। বাকি থাকা পাউডারের বেশিরভাগই পুনর্ব্যবহার করা হয় এবং পরবর্তী বিল্ডে ফিরিয়ে দেওয়া হয়।
