धातु 3डी मुद्रित भागों के प्रसंस्करण के बाद के मुख्य चरण क्या हैं?

मेटल 3डी प्रिंटिंग तकनीक, "फ्री डिज़ाइन और रैपिड प्रोटोटाइपिंग" के अपने फायदों के साथ, एयरोस्पेस, मेडिकल इम्प्लांट और ऑटोमोटिव विनिर्माण जैसे क्षेत्रों में एक हॉट कमोडिटी बन गई है। हालाँकि, मुद्रित हिस्से अक्सर सतह की खुरदरापन, उच्च आंतरिक तनाव और अपर्याप्त आयामी सटीकता से पीड़ित होते हैं, जिसके लिए पोस्ट - प्रसंस्करण के माध्यम से सावधानीपूर्वक शोधन की आवश्यकता होती है। आज, हम धातु 3डी मुद्रित भागों के प्रसंस्करण के बाद के मुख्य चरणों पर चर्चा करेंगे।

1. भाग को अलग करना और पाउडर की सफाई: पाउडर के ढेर से भागों को खोदना

धातु 3डी प्रिंटिंग (विशेष रूप से पाउडर बेड फ़्यूज़न) का उपयोग करके मुद्रित भागों को नीचे से ऊपर तक परत दर परत बनाया जाता है और मुद्रण के बाद पूरी तरह से पाउडर में लपेट दिया जाता है। पहला कदम भाग की सतह से किसी भी अवशिष्ट पाउडर को हटाने के लिए विस्फोट रोधी वैक्यूम क्लीनर या स्क्रीनिंग उपकरण का उपयोग करके "खजाने की तलाश" करना है। यह प्रतीत होने वाला सरल कदम वास्तव में सुरक्षा के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है: धातु पाउडर ज्वलनशील और विस्फोटक होता है, इसलिए इसे धूल मास्क के साथ और हवादार वातावरण में संभालना चाहिए।

भाग को अलग करना और भी अधिक चुनौतीपूर्ण है और इसके लिए कौशल की आवश्यकता होती है। भागों को आम तौर पर समर्थन संरचनाओं के साथ बेस प्लेट पर सुरक्षित किया जाता है। परंपरागत रूप से, वायर इलेक्ट्रो-डिस्चार्ज कटिंग (ईडीएम) का उपयोग किया जाता था (अत्यधिक सटीक लेकिन समय लेने वाला)। कई फ़ैक्टरियाँ अब तेज़ कटाई के लिए बैंड आरी का उपयोग कर रही हैं। हालाँकि, इन्कोनेल जैसी कठोर सामग्री को काटते समय स्ट्रेन हार्डनिंग के कारण ब्लेड आसानी से जाम हो सकता है। इन मामलों में, समर्थन को सरौता के साथ मैन्युअल रूप से तोड़ दिया जाना चाहिए, और भाग की सतह को खरोंचने से बचाने के लिए शेष समर्थन बिंदुओं को पीसने वाले सिर से साफ किया जाना चाहिए।

दूसरा, तनाव से राहत एनीलिंग: भाग की ताकत को ढीला करना

धातु 3डी प्रिंटिंग के दौरान, लेजर तेजी से पाउडर को गर्म और पिघला देता है, जिसके बाद तेजी से ठंडा और जम जाता है। यह प्रक्रिया भाग के भीतर महत्वपूर्ण अवशिष्ट तनाव जमा करती है। यदि अनुपचारित छोड़ दिया जाए, तो वह हिस्सा लोहे के मुड़े हुए टुकड़े की तरह ख़राब हो सकता है या टूट भी सकता है। तनाव राहत एनीलिंग में धातु के भीतर तनाव को कम करने के लिए उच्च तापमान का उपयोग करना शामिल है।

उदाहरण के लिए, टाइटेनियम मिश्र धातु भागों को आमतौर पर एक अक्रिय गैस भट्टी में दो घंटे के लिए 800 डिग्री पर गर्म किया जाता है, जिसके बाद धीमी गति से ठंडा किया जाता है। तापमान और शीतलन दर को नियंत्रित करना महत्वपूर्ण है: बहुत अधिक तापमान से ऑक्सीकरण हो सकता है, जबकि बहुत कम तापमान के परिणामस्वरूप तनाव से अपूर्ण राहत मिल सकती है। कई फ़ैक्टरियाँ वैक्यूम भट्टियों का विकल्प चुनती हैं, जो महँगी होने के साथ-साथ सतह के ऑक्सीकरण को कम करती हैं।

यदि तनाव मुक्ति एनीलिंग "आरामदायक" है, तो ताप उपचार सुदृढ़ीकरण "प्रशिक्षण" है। शमन, तड़का और समाधान उपचार जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से, भागों के यांत्रिक गुणों में काफी सुधार किया जा सकता है।

शमन + तड़का: यह "कठोरता और लचीलेपन" का संयोजन है। उदाहरण के लिए, मार्टेंसिटिक स्टील भागों के लिए, उच्च तापमान शमन (तेजी से ठंडा करना) सामग्री को कठोर बनाता है, इसके बाद भंगुरता को खत्म करने के लिए कम तापमान टेम्परिंग (धीमी गति से ठंडा करना) किया जाता है। परिणामी हिस्से में उच्च कठोरता और कठोरता है, जो इसे काटने के उपकरण या मोल्ड के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है।

समाधान उपचार: एल्युमीनियम मिश्रधातु और निकल आधारित मिश्रधातु के लिए, मिश्रधातु तत्वों को उच्च तापमान पर घोला जाता है, जिसके बाद सुपरसैचुरेटेड ठोस घोल बनाने के लिए तेजी से ठंडा किया जाता है, जिससे सामग्री की ताकत और संक्षारण प्रतिरोध बढ़ जाता है। इसका उपयोग आमतौर पर विमान के इंजन ब्लेड में किया जाता है।

4. भूतल उपचार: "कठोर" से "ठीक" तक

धातु 3डी मुद्रित भागों की सतह में अक्सर खुरदरी, सैंडपेपर जैसी बनावट होती है, जो सीधे पहनने के प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध और थकान शक्ति को प्रभावित करती है। सतह का उपचार भागों को "सौंदर्यीकरण और त्वचा की देखभाल" उपचार देने जैसा है।

सैंडब्लास्टिंग: कांच के मोतियों या एल्यूमीनियम ऑक्साइड कणों का उपयोग किसी हिस्से की सतह पर तेज गति से प्रभाव डालने, अवशिष्ट पाउडर को हटाने और बाद की पेंटिंग या बॉन्डिंग के लिए उपयुक्त समान रूप से खुरदरी सतह बनाने के लिए किया जाता है।

रासायनिक पॉलिशिंग/इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग: स्टेनलेस स्टील और टाइटेनियम मिश्र धातु भागों के लिए, रासायनिक पॉलिशिंग थोड़े उभरे हुए क्षेत्रों को घोलने के लिए एसिड का उपयोग करती है, जबकि इलेक्ट्रोलाइटिक पॉलिशिंग सतह को समतल करने के लिए एक इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रिया का उपयोग करती है, जिससे दर्पण जैसी फिनिश प्राप्त होती है। इस प्रक्रिया का उपयोग आमतौर पर चिकित्सा प्रत्यारोपण के लिए किया जाता है।

कोटिंग/प्लेटिंग: उदाहरण के लिए, पीवीडी कोटिंग एक हिस्से की सतह पर एक कठोर सुरक्षात्मक परत बनाती है, जिससे पहनने के प्रतिरोध में सुधार होता है। एनोडाइजिंग एल्यूमीनियम मिश्र धातु एक ऑक्साइड फिल्म बनाती है, जो संक्षारण प्रतिरोध को बढ़ाती है, यह प्रक्रिया अक्सर मोबाइल फोन केसिंग के लिए उपयोग की जाती है।

5. परिशुद्धता मशीनिंग: भागों की सिलाई

3डी मुद्रित भागों की आयामी सटीकता आमतौर पर ±0.1 मिमी के आसपास होती है, लेकिन एयरोस्पेस और चिकित्सा क्षेत्रों में अनुप्रयोगों के लिए अक्सर ±0.01 मिमी या अधिक की आवश्यकता होती है। "शोधन" प्राप्त करने के लिए सीएनसी फिनिशिंग (मिलिंग, टर्निंग और ग्राइंडिंग) की आवश्यकता होती है।

उदाहरण के लिए, मुद्रण के बाद, विमान टरबाइन ब्लेड को एकसमान शीतलन वायु प्रवाह सुनिश्चित करने के लिए प्रवाह चैनल बनाने के लिए पांच{0}}अक्ष सीएनसी मशीनिंग की आवश्यकता होती है। चिकित्सीय प्रत्यारोपण, जैसे कि कूल्हे के जोड़, को मानव शरीर रचना के साथ एकदम फिट सुनिश्चित करने के लिए संभोग सतहों की सटीक मशीनिंग की आवश्यकता होती है। स्थिति के कारण यह कदम चुनौतीपूर्ण है: 3डी मुद्रित, जटिल संरचनात्मक भागों में अक्सर मानक मशीनिंग डेटा की कमी होती है और सुरक्षित फिक्सिंग के लिए विशेष फिक्स्चर की आवश्यकता होती है।

VI. निरीक्षण एवं सत्यापन: भाग "शारीरिक परीक्षण"

अंतिम पोस्ट प्रसंस्करण चरण एक "शारीरिक परीक्षण" है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि भाग आंतरिक दोषों से मुक्त है और आयामी मानकों को पूरा करता है। सामान्य निरीक्षण विधियों में शामिल हैं:

एक्स-रे निरीक्षण: यह एक्स-रे दृष्टि की तरह, छिद्रों और दरारों के लिए भाग के आंतरिक भाग की जांच करता है।

पेनेट्रेंट परीक्षण: एक फ्लोरोसेंट एजेंट को भाग की सतह पर लगाया जाता है, जो एक डेवलपर के माध्यम से सतह की दरारों को प्रकट करता है।

समन्वय माप: डिज़ाइन आवश्यकताओं के अनुपालन को सुनिश्चित करने के लिए भाग के आयामों को सटीक रूप से मापने के लिए एक जांच का उपयोग किया जाता है।

उदाहरण के लिए, मुद्रण के बाद, एक विमान इंजन ईंधन नोजल को यह सत्यापित करने के लिए सीटी स्कैन से गुजरना पड़ता है कि प्रवाह पथ अबाधित है, और यह सत्यापित करने के लिए एक समन्वय मापने वाली मशीन का उपयोग किया जाता है कि नोजल व्यास सहनशीलता के भीतर है।

सारांश: पोस्ट-प्रसंस्करण 3डी प्रिंटिंग का अंतिम स्पर्श है।

धातु 3डी प्रिंटिंग में पोस्ट {{0}प्रसंस्करण किसी खुरदरे मिट्टी के बर्तन के टुकड़े को चमकाने, तराशने और पॉलिश करने जैसा है, जो अंततः इसे कला के एक बेहतरीन काम में बदल देता है। जुदा करने और पाउडर हटाने से लेकर सटीक मशीनिंग तक, हर कदम हिस्से के प्रदर्शन और गुणवत्ता को प्रभावित करता है। इंजीनियरों के लिए, पोस्ट प्रोसेसिंग प्रक्रिया को चुनने के लिए उनकी विशिष्ट आवश्यकताओं के अनुरूप तैयारी की आवश्यकता होती है: चिकित्सा प्रत्यारोपण के लिए जैव अनुकूलता और सतह की फिनिश के संतुलन की आवश्यकता होती है, विमानन भाग घनत्व और थकान शक्ति पर जोर देते हैं, और उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स घटक लागत और दक्षता को प्राथमिकता देते हैं।

भविष्य में, स्वचालित पोस्ट प्रसंस्करण उपकरण (जैसे रोबोटिक पॉलिशिंग और एआई संचालित निरीक्षण) को व्यापक रूप से अपनाने के साथ, धातु 3डी प्रिंटिंग की लागत और समय में और कमी आएगी, और यह तकनीक उच्च स्तर से बड़े पैमाने पर अपनाने की ओर बढ़ेगी। हमारे जैसे सामान्य पाठकों के लिए, इन पोस्ट प्रसंस्करण प्रक्रियाओं को समझने से न केवल हमें तकनीकी समाचारों में अक्सर पाए जाने वाले शब्दजाल को समझने में मदद मिलेगी, बल्कि हमें यह समझने में भी मदद मिलेगी कि एक साधारण प्रतीत होने वाला धातु का हिस्सा एक दर्जन से अधिक सटीक प्रक्रियाओं की सरलता को बरकरार रख सकता है।