3D प्रिंटर क्या है? यह कैसे काम करता है? 3D प्रिंटिंग के लाभ।

कंप्यूटर प्रिंटर के बारे में तो हम सभी जानते है, लेकिन क्या आप इन दिनों तेजी से लोकप्रिय हो रहे प्रिंटर के प्रकार 3D प्रिंटर के बारे में जानकारी रखते है। तो आज इस लेख में हम आपको बताएंगे कि 3 डी प्रिंटिंग क्या है, यह कैसे काम करता है, और इसके क्या-क्या लाभ हैं।

3D प्रिंटर क्या है?

3D प्रिंटर वह तकनीक है जो लोगों द्वारा कंप्यूटर से तैयार की गई डिजिटल डिजाइनों से प्लास्टिक, धातु और सिरेमिक जैसी सामग्री की लेयरिंग करके भौतिक वस्तुओं का निर्माण करती है। इसे एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग भी कहा जाता है क्योंकि इसमें सामग्री की परतों को परत-दर-परत जोड़ा जाता है जब तक कि उत्पाद पूरी तरह बनकर तैयार नहीं हो जाता।

“प्रिंट” शब्द का अर्थ सतह पर स्याही, पेंट या अन्य पदार्थों को दबाकर वस्तु बनाने की प्रक्रिया है। जबकि 3D शब्द का उपयोग किसी भी चीज़ का वर्णन करने के लिए किया जाता है जिसमें तीन आयाम होते हैं। अर्थात 3डी प्रिंटिंग एक डिजिटल फाइल से त्रि-आयामी ठोस वस्तु बनाने की एक प्रक्रिया है।

3 डी प्रिंटर एक तीन आयामी वस्तु (three dimensional object) बनाने के लिए विभिन्न प्रकार की सामग्रियों का उपयोग करते हैं। ये एक समय में प्लास्टिक या धातु की पतली परतें बिछाकर काम करते हैं। प्रत्येक परत को अगली परत बनाने के लिए गर्मी या दबाव के साथ जोड़ा जाता है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि संपूर्ण ऑब्जेक्ट पूरा नहीं हो जाता।

3D प्रिंटर कैसे काम करता हैं?

3डी प्रिंटिंग एक निर्माण प्रक्रिया है जहां सामग्री की परतें एक दूसरे के ऊपर तब तक रखी जाती हैं जब तक कि 3डी वस्तु का उत्पादन नहीं हो जाता। और इस प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए Cura, Simplify3D, या MatterControl जैसे सॉफ़्टवेयर का उपयोग किया जाता है।

एक 3D प्रिंटर किसी वस्तु को बनाने के लिए इसमें लगे एक्सट्रूडर की मदद से पदार्थ को प्लेटफार्म पर परत दर परत छोड़ते जाता है। इसके प्लेटफार्म को बेड कहा जाता है और एक्सट्रूडर प्रिंटिंग हेड होता है। बेड प्रिंट क्षेत्र में आगे और पीछे चलता है क्योंकि एक्सट्रूडर में सामग्री जमा रहती है इसलिए ये एक समय में ऑब्जेक्ट को एक परत बनाते हुए दाएं और बाएं ओर चलता है।

जैसे ही प्रत्येक परत जमा होती है, प्लेटफार्म खुद को पिछली परत के नीचे की स्थिति में कम कर लेता है। एक बार जब प्लेटफ़ॉर्म अपने निम्नतम बिंदु तक पहुंच जाता है, तो एक्सट्रूडर सामग्री की एक और परत जमा करता है। प्लेटफ़ॉर्म के फिर से बढ़ने के बाद, एक्सट्रूडर अगली परत जमा करता है। इस तरह से 3D प्रिंटर किसी वस्तु को तैयार करता है।

3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया एक वस्तु की डिजिटल फ़ाइल के निर्माण के साथ शुरू होती है, आमतौर पर ये एसटीएल प्रारूप में होते है। इस फ़ाइल को संसाधित करके जी-कोड में परिवर्तित किया जाता है, जो प्रिंटर को निर्देश देता है कि परत दर परत वस्तु कैसे बनाई जाए।

यह प्रक्रिया CAD सॉफ़्टवेयर द्वारा बनाई गई कंप्यूटर एडेड डिज़ाइन (CAD) फ़ाइलों से एक योगात्मक प्रक्रिया (summative process) का उपयोग करके बिल्ड प्लेटफ़ॉर्म या गर्म सतह पर सामग्री की क्रमिक पतली परतों को जमा करके भौतिक वस्तुओं का निर्माण करती है। अधिकांश 3डी प्रिंटर में प्लास्टिक फिलामेंट का प्रयोग होता है।

उदाहरण के लिए, परत संरचना को मजबूत बनाने के लिए ढोस हो सकते है या इलेक्ट्रॉनिक्स या वायरिंग के लिए जगह रखने के लिए खोखली भी हो सकती है; यदि यह धातु की है तो इसमें एक महीन नोज़ल होता है ताकि यह धातु के कणों से न चिपके; और अगर यह प्लास्टिक की होती है तो, प्लास्टिक की एक चिकनी सतह बनाने के लिए एक महीन नोजल के माध्यम से बाहर निकाला जाता है।

एक्सट्रूडर क्या है?

एक्सट्रूडर 3 डी प्रिंटर का सबसे प्रमुख हिस्सा है जो 3 डी प्रिंटिंग में किसी बस्तु को बनाने के लिए प्रिंट आर्डर के आधार पर लगातार परतों को जमा करने के लिए तरल या अर्ध-तरल रूप में पदार्थ या सामग्री को छोड़ते जाती है। एक्सट्रूडर को 3D प्रिंटर का प्रिंटिंग हेड भी कहा जाता है। कई 3D प्रिंटर में एक्सट्रूडर का उपयोग केवल बॉन्डिंग एजेंट यानी सामग्री जमा करने के लिए होता है जिसका प्रयोग मुख्य रूप से सामग्री को ठोस बनाने के लिए किया जाता है जो की पाउडर के रूप में होता है।

3डी प्रिंटर के प्रकार

3D प्रिंटर लगभग 40 दशक से मौजूद है, इसका पेटेंट साल 1984 में 3D Systems Corporation के Chuck Hull द्वारा किया गया था। 3डी प्रिंटर ने 1984 में बनाए गए पहले प्रिंटर से अब तक काफी लंबा सफर तय कर चूका हैं। तब से लेकर अब तक इसमें ढेरों बदलाव और विकास हुए है।

आज के दौर में कई प्रकार के 3डी प्रिंटर मौजूद है जिनकी अलग अलग विशेषताएं हैं। 3डी प्रिंटर कई कीमतों पर में उपलब्ध होते है, जिनमें अधिक महंगे अधिक उच्च गुणवत्ता वाले हैं।

3डी प्रिंटर के तीन मुख्य प्रकार हैं: फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग (एफडीएम), स्टीरियोलिथोग्राफी (एसएलए) और सेलेक्टिव लेजर सिंटरिंग (एसएलएस)। एफडीएम प्रिंटर का सबसे आम प्रकार है क्योंकि यह एसएलए या एसएलएस की तुलना में सस्ता और उपयोग में आसान होते है।

3D प्रिंटर के संभावित उपयोग

3डी प्रिंटर अब दुनिया में तेजी से लोकप्रिय हो रहे हैं। इनका उपयोग विभिन्न उद्देश्यों के लिए किया जा रहा है जैसे वास्तुकला, कला, इंजीनियरिंग और यहां तक कि भोजन के लिए प्रिंटिंग मॉडल तैयार करने में। यह तकनीक विनिर्माण (manufacturing ) के एक नए युग की ओर ले जा सकती है।

विनिर्माण उद्योग (manufacturing industry) में इसके कई अनुप्रयोग हैं। क्योकि यह बड़े पैमाने पर उत्पादन की आवश्यकता को कम करता है क्योंकि ये बड़ी मात्रा में ख़राब पड़े पुर्जे का उत्पादन कर सकती है।

चिकित्सा, इंजीनियरिंग और वास्तुकला जैसे विभिन्न क्षेत्रों में बेहतर परिणाम के लिए इसका उपयोग किया जा रहा है। कुछ कंपनियों ने तो चॉकलेट या पिज़्ज़ा आटा जैसे भोजन को प्रिंट करने के लिए 3D प्रिंटर का उपयोग करना भी शुरू कर दिया है!

यह लोगों को कारखानों या निर्माताओं की आवश्यकता के बिना अपने स्वयं के उत्पादों को प्रिंट करने की सुविधा देता है। यह तकनीक विनिर्माण और नए प्रकार के उत्पादों की नई संभावनाओं को एक नई दिशा देगी।

इसके साथ, 3डी प्रिंटर का उपयोग प्रोस्थेटिक्स और अन्य चिकित्सा वस्तुओं को बनाने के साथ-साथ निर्माण की लागत को कम करने के तरीकों के लिए भी किया जा सकता है। 3डी प्रिंटिंग का उपयोग कई क्षेत्रों और उद्योगों जैसे खाद्य इंजीनियरिंग, वास्तुकला, इंजीनियरिंग आदि में किया जाता है।

3 डी प्रिंटिंग के फायदे

3 डी प्रिंटिंग एक योजक विनिर्माण (additive manufacturing ) प्रक्रिया है जहां सामग्री की परतों को एक समय में जोड़ा जाता है। इसका मतलब यह है कि पारंपरिक तरीके जिसमें कुछ बनाने के लिए अन्य सामग्रियों के पुर्जे या हिस्से दूर करके कुछ बनाने के बजाय, 3 डी प्रिंटर परत दर परत वस्तुओं का निर्माण करता हैं।

3 डी प्रिंटिंग के नुकसान

3 डी प्रिंटिंग तकनीक के कई फायदे होने के बावजूद इसके उपयोग करने के कुछ नुकसान भी हैं।

1. 3डी प्रिंटिंग तकनीक महंगी है। हालाँकि 3 डी प्रिंटर सस्ते हो रहे हैं, लेकिन वे अभी भी सभी के लिए पर्याप्त सस्ते नहीं हैं।
2. 3 डी प्रिंटर अभी तक सही से विकसित नहीं हुए हैं। क्योकि इसमें बनाये गए उत्पाद में कुछ कमियाँ हो सकते हैं, जैसे कि टुकड़ों के बीच अंतराल।
3. उपलब्धता का मुद्दा है। हर शहर में 3 डी प्रिंटर तक पहुंच नहीं है।
4. 3 डी प्रिंटर को संचालित करने के लिए विशेष ज्ञान की आवश्यकता होती है।
5. प्रिंट के आकार के साथ समस्या है। अधिकांश 3 डी प्रिंटर केवल छोटी वस्तुओं के साथ काम करते हैं, जैसे गहने या मूर्तियां।
6. प्रिंट की गुणवत्ता के बारे में मुद्दा है।
7. यदि आप कम गुणवत्ता वाले 3 डी प्रिंटर खरीदते हैं, तो आप उच्च गुणवत्ता वाले उत्पाद नहीं बना पाएंगे।
8. 3 डी प्रिंटर प्लास्टिक का उपयोग करते हैं, वे गर्मी के संपर्क में आने पर पिघल सकते हैं।

3D प्रिंटर की कीमत

3D प्रिंटर थोड़े महंगे होते है। हालांकि 3D प्रिंटर समय के साथ सस्ते तो हो रहे है लेकिन ये अभी उतने भी सस्ते नहीं हुए ही हर कोई इसे खरीदना चाहे।

साधारण 3D प्रिंटर किट की कीमत 15000 रूपये से शुरू होती। वहीं Hobbyist 3D printers की कीमत 35000 से लेकर 125000 रूपये तक होते है। .जबकि एक प्रोफेशनल FDM 3D प्रिंटर की शुरुवात ही लगभग 200000 रूपये से होती है। और बड़े पैमाने वाले FDM प्रिंटर्स 300000 रूपये से शुरू होते है।

आपको 3 डी प्रिंटिंग के बारे में क्यों जानना चाहिए?

आज के दौर में 3 डी प्रिंटिंग के बारे जानना बहुत जरुरी है क्योंकि यह अपेक्षाकृत नई तकनीक है और यह लोगों को उन चीजों को बनाने की सुविधा देता है जो वे आसानी से नहीं बना सकते थे। इसके अलावा यह पहले की अपेक्षा बहुत सस्ते है।

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