मल्टीमटेरियल 3डी प्रिंटिंग निर्माताओं को कई रंगों और विविध बनावटों के साथ अनुकूलित डिवाइस बनाने में सक्षम बनाती है।लेकिन यह प्रक्रिया समय लेने वाली और बेकार हो सकती है क्योंकि मौजूदा 3डी प्रिंटर को कई नोजल के बीच स्विच करना पड़ता है, अक्सर एक सामग्री को त्यागने से पहले वे दूसरी सामग्री जमा करना शुरू कर देते हैं।
एमआईटी और डेल्फ़्ट यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेक्नोलॉजी के शोधकर्ताओं ने अब एक अधिक कुशल, कम बेकार और उच्च-सटीक तकनीक पेश की है जो एक ही चरण में कई रंगों, रंगों और बनावट वाली वस्तुओं को प्रिंट करने के लिए गर्मी-प्रतिक्रियाशील सामग्रियों का लाभ उठाती है।
उनकी विधि, जिसे स्पीड-मॉड्यूलेटेड इस्त्री कहा जाता है, दोहरे का उपयोग करती है-नोक3डी प्रिंटर.पहला नोजल एक गर्मी-उत्तरदायी फिलामेंट जमा करता है और दूसरा नोजल गर्मी का उपयोग करके कुछ प्रतिक्रियाओं, जैसे अपारदर्शिता या मोटेपन में परिवर्तन को सक्रिय करने के लिए मुद्रित सामग्री के ऊपर से गुजरता है।
दूसरे नोजल की गति को नियंत्रित करके, शोधकर्ता सामग्री को विशिष्ट तापमान तक गर्म कर सकते हैं, गर्मी-प्रतिक्रियाशील फिलामेंट्स के रंग, छाया और खुरदरेपन को बारीक कर सकते हैं।महत्वपूर्ण बात यह है कि इस पद्धति में किसी हार्डवेयर संशोधन की आवश्यकता नहीं है।
शोधकर्ताओं ने एक मॉडल विकसित किया है जो भविष्यवाणी करता है कि "इस्त्री" नोजल अपनी गति के आधार पर सामग्री में कितनी गर्मी स्थानांतरित करेगा।उन्होंने इस मॉडल का उपयोग आधार के रूप में कियाप्रयोक्ता इंटरफ़ेसयह स्वचालित रूप से मुद्रण निर्देश उत्पन्न करता है जो रंग, छाया और बनावट विशिष्टताओं को प्राप्त करता है।
मुद्रित वस्तु पर रंग अलग-अलग करके कलात्मक प्रभाव पैदा करने के लिए स्पीड-मॉड्यूलेटेड इस्त्री का उपयोग किया जा सकता है।यह तकनीक ऐसे बनावट वाले हैंडल भी तैयार कर सकती है जिन्हें कमजोर हाथों वाले व्यक्तियों के लिए पकड़ना आसान होगा।
"आज, हमारे पास डेस्कटॉप प्रिंटर हैं जो रंगों और बनावटों की एक श्रृंखला उत्पन्न करने के लिए कुछ स्याही के स्मार्ट संयोजन का उपयोग करते हैं। हम 3डी प्रिंटर के साथ भी यही काम करने में सक्षम होना चाहते हैं - एक बनाने के लिए सामग्री के सीमित सेट का उपयोग करें3डी-मुद्रित वस्तुओं के लिए विशेषताओं का बहुत अधिक विविध सेट," मुस्तफा दोसा दोआन पीएच.डी. कहते हैं।'24, ए के सह-लेखककागज़गति-संग्राहक इस्त्री पर।
यह परियोजना टीयू डेल्फ़्ट में सहायक प्रोफेसर ज़ेंजा डोब्रोव्स्की और एमआईटी में इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और कंप्यूटर विज्ञान विभाग (ईईसीएस) में टीआईबीसीओ कैरियर डेवलपमेंट प्रोफेसर और एमआईटी कंप्यूटर विज्ञान के सदस्य स्टेफनी म्यूएलर के अनुसंधान समूहों के बीच एक सहयोग है।और कृत्रिम बुद्धिमत्ता प्रयोगशाला (CSAIL)।
डोनान ने टीयू डेल्फ़्ट के प्रमुख लेखक मेहमत ओज़डेमिर के साथ मिलकर काम किया;मारवा अलअलावी, एमआईटी में मैकेनिकल इंजीनियरिंग स्नातक छात्र;और टीयू डेल्फ़्ट के जोस मार्टिनेज़ कास्त्रो।यह शोध यूजर इंटरफेस सॉफ्टवेयर और प्रौद्योगिकी पर एसीएम संगोष्ठी में प्रस्तुत किया जाएगा (यूआईएसटी 2024) 13-16 अक्टूबर को पिट्सबर्ग में आयोजित किया गया।
तापमान को नियंत्रित करने के लिए मॉड्यूलेटिंग गति
शोधकर्ताओं ने एक ही सामग्री के साथ मल्टीप्रॉपर्टी 3डी प्रिंटिंग हासिल करने के बेहतर तरीके तलाशने के लिए परियोजना शुरू की।ऊष्मा-प्रतिक्रियाशील फिलामेंट्स का उपयोग आशाजनक था, लेकिन अधिकांश मौजूदा विधियाँ मुद्रण और हीटिंग करने के लिए एक ही नोजल का उपयोग करती हैं।सामग्री जमा करने से पहले प्रिंटर को हमेशा नोजल को वांछित लक्ष्य तापमान तक गर्म करने की आवश्यकता होती है।
हालाँकि, नोजल को गर्म करने और ठंडा करने में लंबा समय लगता है, और यह खतरा है कि उच्च तापमान तक पहुंचने पर नोजल में फिलामेंट खराब हो सकता है।
इन समस्याओं को रोकने के लिए, टीम ने एक इस्त्री तकनीक विकसित की जहां सामग्री को एक नोजल का उपयोग करके मुद्रित किया जाता है, फिर दूसरे, खाली नोजल द्वारा सक्रिय किया जाता है जो केवल इसे दोबारा गर्म करता है।सामग्री की प्रतिक्रिया को ट्रिगर करने के लिए तापमान को समायोजित करने के बजाय, शोधकर्ता दूसरे नोजल के तापमान को स्थिर रखते हैं और उस गति को बदलते हैं जिस पर यह मुद्रित सामग्री पर चलता है, परत के शीर्ष को थोड़ा छूता है।
"जैसा कि हम गति को नियंत्रित करते हैं, यह मुद्रित परत को अलग-अलग तापमान तक पहुंचने की अनुमति देता है जिसे हम इस्त्री कर रहे हैं। यह वैसा ही है जैसे यदि आप अपनी उंगली को लौ पर घुमाते हैं। यदि आप इसे जल्दी से हिलाते हैं, तो आप नहीं जलेंगे, लेकिन यदि आपइसे धीरे-धीरे आंच के पार खींचें, आपकी उंगली उच्च तापमान तक पहुंच जाएगी," अलअलावी कहते हैं।
एमआईटी टीम ने सैद्धांतिक मॉडल विकसित करने के लिए टीयू डेल्फ़्ट शोधकर्ताओं के साथ सहयोग किया जो भविष्यवाणी करता है कि सामग्री को एक विशिष्ट तापमान तक गर्म करने के लिए दूसरे नोजल को कितनी तेजी से चलना चाहिए।
सटीक नोजल गति निर्धारित करने के लिए मॉडल किसी सामग्री के आउटपुट तापमान को उसके ताप-उत्तरदायी गुणों के साथ सहसंबंधित करता है जो मुद्रित वस्तु में कुछ रंग, शेड या बनावट प्राप्त करेगा।
अलअलावी कहते हैं, "ऐसे बहुत से इनपुट हैं जो हमें मिलने वाले परिणामों को प्रभावित कर सकते हैं। हम कुछ ऐसा मॉडलिंग कर रहे हैं जो बहुत जटिल है, लेकिन हम यह भी सुनिश्चित करना चाहते हैं कि परिणाम बढ़िया हों।"
टीम ने खोजबीन कीवैज्ञानिक साहित्यअद्वितीय सामग्रियों के एक सेट के लिए उचित गर्मी हस्तांतरण गुणांक निर्धारित करने के लिए, जिसे उन्होंने अपने मॉडल में बनाया था।उन्हें अप्रत्याशित कारकों से भी जूझना पड़ा, जैसे पंखे और हवा से फैलने वाली गर्मीतापमानउस कमरे में जहां वस्तु मुद्रित की जा रही है।
उन्होंने मॉडल को एक उपयोगकर्ता-अनुकूल इंटरफ़ेस में शामिल किया जो वैज्ञानिक प्रक्रिया को सरल बनाता है, स्वचालित रूप से निर्माता के 3 डी मॉडल में पिक्सेल को मशीन निर्देशों के एक सेट में अनुवादित करता है जो उस गति को नियंत्रित करता है जिस पर ऑब्जेक्ट मुद्रित होता है और दोहरी नोजल द्वारा इस्त्री किया जाता है।
तेज़, बेहतर निर्माण
उन्होंने तीन ताप-प्रतिक्रियाशील फिलामेंट्स के साथ अपने दृष्टिकोण का परीक्षण किया।पहला, एक फोमिंग पॉलिमर जिसमें ऐसे कण होते हैं जो गर्म होने पर फैलते हैं, विभिन्न शेड्स, पारभासी और बनावट पैदा करते हैं।उन्होंने लकड़ी के रेशों से भरे एक फिलामेंट और कॉर्क के रेशों से भरे एक फिलामेंट का भी प्रयोग किया, दोनों को जलाकर अधिक गहरा रंग तैयार किया जा सकता है।
शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि कैसे उनकी विधि पानी की बोतलों जैसी वस्तुओं का उत्पादन कर सकती है जो आंशिक रूप से पारभासी हैं।पानी की बोतलें बनाने के लिए, उन्होंने अपारदर्शी क्षेत्र बनाने के लिए फोमिंग पॉलिमर को कम गति पर और पारभासी क्षेत्र बनाने के लिए उच्च गति पर इस्त्री किया।उन्होंने सवार की पकड़ को बेहतर बनाने के लिए विभिन्न खुरदरेपन के साथ एक बाइक हैंडल बनाने के लिए फोमिंग पॉलिमर का भी उपयोग किया।
पारंपरिक मल्टीमटेरियल 3डी प्रिंटिंग का उपयोग करके समान वस्तुओं का उत्पादन करने की कोशिश में बहुत अधिक समय लगता है, कभी-कभी प्रिंटिंग प्रक्रिया में कई घंटे लग जाते हैं, और अधिक ऊर्जा और सामग्री की खपत होती है।इसके अलावा, स्पीड-मॉड्युलेटेड इस्त्री बारीक दाने वाली छाया और बनावट ग्रेडिएंट उत्पन्न कर सकती है जिसे अन्य विधियां प्राप्त नहीं कर सकती हैं।
भविष्य में, शोधकर्ता प्लास्टिक जैसी अन्य तापीय प्रतिक्रियाशील सामग्रियों के साथ प्रयोग करना चाहते हैं।वे कुछ सामग्रियों के यांत्रिक और ध्वनिक गुणों को संशोधित करने के लिए स्पीड-मॉड्यूलेटेड इस्त्री के उपयोग का पता लगाने की भी उम्मीद करते हैं।
अधिक जानकारी:स्पीड-मॉड्यूलेटेड आयरनिंग: सिंगल-मटेरियल 3डी प्रिंटिंग में हाई-रिज़ॉल्यूशन शेड और टेक्सचर ग्रेडिएंट्स।zjenjad.github.io/speed-modula ⦠esources/ironing.pdf
यह कहानी एमआईटी न्यूज़ के सौजन्य से पुनः प्रकाशित की गई है (web.mit.edu/newsoffice/), एक लोकप्रिय साइट जो एमआईटी अनुसंधान, नवाचार और शिक्षण के बारे में समाचार कवर करती है।
उद्धरण:इस्त्री की नकल करके, शोधकर्ताओं ने रंग, बनावट और छाया पर 3डी प्रिंटिंग का सटीक नियंत्रण किया (2024, 10 अक्टूबर)10 अक्टूबर 2024 को पुनः प्राप्तhttps://techxplore.com/news/2024-10-mimicking-ironing-3d-texture.html से
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