निलंबित संरचनाओं की बुनियादी अवधारणाएं और चुनौतियां
निलंबित संरचनाएं उन हिस्सों को संदर्भित करती हैं जो 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया के दौरान अंतर्निहित सामग्रियों द्वारा समर्थित नहीं हैं। वे एक विशिष्ट विशेषता हैं जो योगात्मक विनिर्माण को घटावपूर्ण विनिर्माण से अलग करती हैं। एफडीएम प्रक्रिया में निलंबन क्षमताएं सीमित हैं और झुकाव कोण 45 डिग्री से अधिक होने के बाद आमतौर पर अतिरिक्त समर्थन की आवश्यकता होती है। एसएलए/डीएलपी प्रक्रिया में निलंबन क्षमताएं और भी कमजोर हैं और लगभग किसी भी क्षैतिज प्रक्षेपण क्षेत्र के लिए समर्थन की आवश्यकता होती है। धातु एसएलएम प्रक्रिया को गर्मी संचालित करने और विरूपण को नियंत्रित करने के लिए बड़ी संख्या में समर्थन संरचनाओं की भी आवश्यकता होती है। निलंबित संरचनाओं के अनुचित डिजाइन से प्रिंट विफलता, सतह की गुणवत्ता में कमी और समर्थन हटाने में कठिनाई हो सकती है। स्व-सहायक कोण की अवधारणा को समझना इष्टतम डिजाइन का आधार है।
विभिन्न प्रक्रियाओं के लिए स्व-समर्थन कोण मानक
स्व-सहायता कोण न्यूनतम झुकाव कोण को संदर्भित करता है जिस पर एक निलंबित संरचना को अतिरिक्त समर्थन के बिना सफलतापूर्वक मुद्रित किया जा सकता है। एफडीएम प्रक्रिया का स्व-सहायक कोण आमतौर पर 45 डिग्री होता है, अर्थात, जब निलंबित सतह और क्षैतिज सतह के बीच का कोण 45 डिग्री से कम नहीं होता है, तो समर्थन-मुक्त मुद्रण किया जा सकता है। कुछ उच्च-स्तरीय एफडीएम उपकरण कूलिंग और एक्सट्रूज़न नियंत्रण को अनुकूलित करके स्व-समर्थन कोण को 50-60 डिग्री तक बढ़ा सकते हैं। SLA/DLP प्रक्रिया का स्व-सहायक कोण बड़ा होता है, आमतौर पर 60-70 डिग्री। एसएलएस/एसएलएम धातु प्रक्रिया का स्व-सहायक कोण सामग्री के थर्मल गुणों के आधार पर भिन्न होता है, आमतौर पर 30-45 डिग्री की सीमा में। स्व-सहायक कोण मानक को डिज़ाइन के दौरान उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया के अनुसार निर्धारित करने की आवश्यकता है।
समर्थन सामग्री को न्यूनतम करने के लिए डिज़ाइन रणनीति
समर्थन सामग्री के उपयोग को कम करने से सामग्री की खपत कम हो सकती है, मुद्रण समय कम हो सकता है, और प्रसंस्करण के बाद की प्रक्रियाएं सरल हो सकती हैं। सबसे पहले भाग को उन्मुख करना है, ताकि सबसे बड़े निलंबित क्षेत्र वाला पक्ष मुद्रण प्लेटफ़ॉर्म का सामना कर सके, या निलंबित सतह को एक तीव्र कोण पर समायोजित करें। दूसरा कदम झुकाव को स्व-सहायक मानक तक पहुंचाने के लिए चैंफर जोड़ना और निलंबित तेज किनारों को बेवेल में बदलना है। तीसरा है खोखले डिज़ाइन करना और क्षैतिज क्षेत्र को कम करने के लिए ठोस निलंबित संरचना को एक फ्रेम संरचना में बदलना, जिसे समर्थन की आवश्यकता है। चौथा खंडित मुद्रण है, जो जटिल भागों को कई भागों में विभाजित करता है और असेंबली से पहले उन्हें अलग-अलग प्रिंट करता है। प्रत्येक भाग को इष्टतम दिशा में मुद्रित किया जा सकता है। पांचवां मौजूदा संरचना का उपयोग करना और डिजाइन के दौरान समर्थन के रूप में भागों की दीवारों और पसलियों का उपयोग करना है।
घुलनशील समर्थन के अनुप्रयोग कौशल
निलंबित संरचनाओं के लिए जहां समर्थन से बचा नहीं जा सकता है, घुलनशील समर्थन सामग्री का उपयोग पोस्ट-प्रोसेसिंग की कठिनाई को कम करने के लिए एक प्रभावी तरीका है। डुअल-नोजल एफडीएम उपकरण पीवीए या एचआईपीएस सपोर्ट को प्रिंट करने के लिए सहायक नोजल का उपयोग कर सकता है जबकि मुख्य नोजल भाग सामग्री को प्रिंट करता है। मुद्रण के बाद, भाग को पानी (पीवीए) या लिमोनेन घोल (एचआईपीएस) में डुबोया जाता है, और समर्थन संरचना स्वचालित रूप से घुल जाती है। घुलनशील समर्थन को डिज़ाइन करते समय, समर्थन और भाग के बीच संपर्क क्षेत्र पर ध्यान दिया जाना चाहिए। यदि संपर्क क्षेत्र बहुत बड़ा है, तो यह निशान छोड़ देगा, और यदि संपर्क क्षेत्र बहुत छोटा है, तो समर्थन अस्थिर होगा। समर्थन घनत्व सेटिंग हटाने की गति को प्रभावित करती है, और इसे 10-20% पर सेट करने की अनुशंसा की जाती है।
निलंबित संरचनाओं का गुणवत्ता निरीक्षण और सुधार
मुद्रण पूरा होने के बाद, निलंबित संरचनाओं का विशेष गुणवत्ता निरीक्षण आवश्यक है। सबसे पहले सतह की शिथिलता की जाँच करें और निलंबित सतह की वास्तविक स्थिति और डिज़ाइन की गई स्थिति के बीच विचलन को मापें। योग्यता मानक आमतौर पर परत की मोटाई के 2 गुना से कम होता है। दूसरे, सतह के खुरदरेपन की जाँच करें। निलंबित सतह की ऊपरी सतह आमतौर पर पार्श्व सतह की तुलना में अधिक खुरदरी होती है। इसका मूल्यांकन करने की आवश्यकता है कि क्या यह उपयोग की आवश्यकताओं को पूरा करता है। तीसरा, किनारे की तीक्ष्णता की जाँच करें। लटके हुए किनारों पर गोल कोने या गड़गड़ाहट हो सकती है, जिसके लिए पोस्ट-प्रोसेसिंग और ट्रिमिंग की आवश्यकता होती है। अयोग्य निलंबित संरचनाओं के लिए, कारणों का विश्लेषण किया जाना चाहिए और डिज़ाइन या मुद्रण मापदंडों को अनुकूलित किया जाना चाहिए। सामान्य सुधारों में प्रिंट दिशा को समायोजित करना, समर्थन जोड़ना या प्रिंट गति को कम करना शामिल है।
मॉडल, रेखाचित्र, चित्र या लिखित नोट प्रस्तुत करें। इंजीनियर वास्तविक उपयोग के आधार पर सामग्री, प्रक्रिया, समापन और वितरण की समीक्षा करेंगे।