உற்பத்திப் புரட்சி 3D முப்பரிமாண அச்சுத் தொழில்நுட்பம் அதிசயங்களை

முப்பரிமாண அச்சிடல் தொழில்நுட்பத்தின் புதுமையான கண்டுபிடிப்புகளின் நன்மையில் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் உற்பத்தி உலகம் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றங்களை அனுபவித்துள்ளது. இப் புரட்சிகரமான செயல்முறை ரூபவ் (Additive Manufacturing) சேர்க்கை உற்பத்தி என்றும் அறியப்படுகிறது. ரூபவ் இது நம்ப முடியாத யதார்த்தமானதும் திறமையானதும் சிக்கலானதுமான முப்பரிமாண பொருட்களை உருவாக்கும் திறனை வழங்குவதன் மூலம் உலகளவில் கைத்தொழில் துறையை மாற்றியமைத்துள்ளது. பல்வேறு முப்பரிமாண அச்சிடல் தொழில்நுட்பங்களைப் பற்றி விவாதித்து முப்பரிமாண அச்சுத் தொழில்நுட்பத்தின் தோற்றம் ரூபவ் பயன்பாடுகள் மற்றும் எதிர்கால சாத்தியக்கூறுகளை ஆராய்வதன் மூலம் இக் கட்டுரை முப்பரிமாண அச்சிடல் தொழில்நுட்பத்தின் அற்புதமான உலகத்தை ஆழமாக ஆராய்கிறது.
முப்பரிமாண அச்சுத் தொழில்நுட்பத்தின் ஆரம்பம் 1980 வரையில் நீண்டு செல்கிறது. பிற்காலத்தில் 3D Systems corporation நிறுவனத்தை ஆரம்பித்த சால்ஸ் ஹல் இனால் 1980 களில் முதலாவது முப்பரிமாண அச்சு இயந்திரத்தினையும் கண்டுபிடித்ததுடன் இது இடம்பெற்றது. ஹல் இனால் இம் முன்னோடிச் செயற்பாடானது ஒரு பரிணாம தொழில்நுட்பமாக மாறக்கூடிய முப்பரிமாண அச்சிடலுக்கு அடித்தளமிட்டது. டிஜிட்டல் கட்டமைப்பின் நகலைப் பயன்படுத்தி அடுக்கின் மேல் அடுக்காகப் பிறந்து முப்பரிமாண அச்சிடலின் ஆரம்பக் கோட்பாடு உருவானது. இதன் மூலம் இயந்திரம் மற்றும் வார்ப்பு போன்ற பாரம்பரிய சேர்க்கை உற்பத்தி முறைகளுக்குப் அப்பாலான தயாரிப்பு வடிவமைப்பு மற்றும் உற்பத்திக்கான புதிய வழிகள் திறந்து வைக்கப்பட்டன.

முப்பரிமாண அச்சிடல் தொழில்நுட்ப முறை:
இணைந்த படிவு மாதிரியாக்கம்
Fused Deposition Modeling (FDM):
இது மிகவும் பரந்த அடிப்படையில் பயன்படுத்தப்படும் முப்பரிமாண அச்சுத் தொழில்நுட்பத்தின் ஒரு பகுதியாகும். விரும்பிய பொருளை உற்பத்தி செய்வதற்கும், உற்பத்திகளை மேற்கொள்வதற்கும் அடுக்கு அடுக்காக உறைவு நிலையடைகின்ற வெப்பமானதும் இணக்கமானதுமான இழையொன்றை சூடாக்கும் குழாய் முறையொன்றின் ஊடாக அழுத்தப்படுவதன் மூலம் அது செயற்படுகின்றது. இது சிறியளவிலான வணிகங்களிடையே பிரபலமாகக் காணப்படுகிறது. மேலும் FDM தொழில்நுட்பத்தின் குறைந்த விலை மற்றும் எளிமையான பயன்பாடு போன்ற காரணங்களுக்கான பொழுதுபோக்காக 3b அச்சிடலை மேற்கொள்பவர்களுக்கு மத்தியிலும் சிறியளவிலான வியாபாரிகளுக்கு மத்தியிலும் பிரபல்யமடைந்துள்ளது.

ஸ்ட்ரீயோலிதோகிரபி (Stereolithography- SLA))
இங்கு புற ஊதா லேசர் கதிர்கள் (UV) அல்லது பிற ஒளி மூலங்களால் சீரமைக்கப்பட்ட பொருள் சார் போட்டோபாலிமர் பிசின் பயன்படுத்தப்படுகிறது. லேசர் மூலமாக விரிவான மற்றும் மிகவும் துல்லியமான பொருளை உருவாக்கி போட்டோபாலிமர் பிசினை அடுக்கடுக்காக உறைவு நிலைக்கு கொண்டு வருகிறது. SLA விதிவிலக்கான துல்லியத்தன்மைக்காக பிரபல்யமாக அறியப்படுவதுடன், சிக்கலான திட்டங்கள் மற்றும் பாகங்கள் தேவைப்படும் தொழில்களில் இது பொதுவாகக் பயன்படுத்தப்படுகிறது

தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட லேசர் சிண்டரிங்
Selective Laser Sintering ( SLS)
இத்தொழில்நுட்பத்தில் தூளாக மாற்றப்பட்ட பொருள், பொதுவாக நைலோன் மற்றும் உலோகத் தட்டுகளாக அதிகூடிய சக்தியுடனான லேசர் கதிர்களின் பயன்பாட்டில் சிண்டர் செயற்பாடு இடம்பெறுகிறது. இத்தொழில்நுட்பம் விமானங்கள் மற்றும் மோட்டார் வாகன கைத்தொழில் துறைக்கு பெறுமதி சேர்த்துள்ளது. இத்தொழில்நுட்பம் அதன் பல்துறை, ஆயுள் மற்றும் சிக்கலான வடிவங்களுடன் செயற்பாட்டுப் பாகங்களை உற்பத்தி செய்யும் திறனுக்காக பிரபல்யமடைந்துள்ளது.

Binder Jetting
Binder Jetting என்பது பல திறன்களைக் கொண்ட முப்பரிமாண அச்சிடல் தொழில்நுட்பமாகும். இது தனிப்பட்ட திறன்கள் மற்றும் பயன்பாடுகளுக்கு முன்னுரிமை அளிக்கின்றது. இச் செயல்பாட்டில் தூளாக்கப்பட்ட பொருள், பொதுவான உலோகம், செரமிக் அல்லது மணல் மெல்லிய அடுக்குகளாக வைப்புச் செய்யப்படுவதோடு உட்செலுத்தும் அச்சுத் தலைகளின்( inkjet print heads) பயன்பாட்டில் பொருள் கட்டமைப்புப் பொருளொன்று அதன் மீது பயன்படுத்தப்படுகிறது. இறுதித் தயாரிப்பு உருவாகும் வரையில் தூள் வடிவில் உள்ள துகள்கள் பைண்டர்கள் மூலம் அடுக்குகளில் ஒன்றாக வைக்கப்படுகின்றன
■ விமானம் மற்றும் மோட்டார் வாகனக் கைத்தொழில் துறை.
விமானம் மற்றும் மோட்டார் வாகனக் கைத்தொழில் துறையானது முதன் முதலில் முப்பரிமாண அச்சிடல் தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்பட்ட தொழிற்றுறைகளில் ஒன்றாக விளங்குகிறது. தற்போது உற்பத்தியாளர்கள் எரிபொருள் பயன்பாட்டைக் குறைத்து ஒட்டுமொத்த செயல்திறனை மேம்படுத்தி இலகுரக மற்றும் கட்டமைப்பு ரீதியாக உகந்த சாதனங்களை உருவாக்குவதற்கு முப்பரிமாண அச்சிடலைப் பயன்படுத்துகின்றனர்.
■ சுகாதார சேவைப்பிரிவு
செயற்கை உடல் அவயவங்கள், நோயாளிகளுக்கான விஷேட வளர்ச்சிப் பொருள் உள்ளிட்ட மருத்துவத் துறையிலும் பொறியியலிலும் கூட பல்வேறு உள்ளீடுகளுக்காக முப்பரிமாண அச்சிடல் தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்தப்பட ஆரம்பிக்கப்பட்டுள்ளது. ஒவ்வொரு நபரினதும் தேவைப்பாடுகளின் படி தீர்வுகளை வழங்குவதன் மூலம் இத்தொழில்நுட்பம் மருத்துவ சிகிச்சை பிரிவில் பெரும் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளது.
கட்டிடக்கலை நிர்மாணம் மற்றும் நிர்மாணக் கைத்தொழில் துறை
கட்டிடக்கலை மற்றும் நிர்மாணத் துறையுடன் முப்பரிமாண பிரிண்டிங் (அச்சிடல்) தொழில்நுட்பத்தின் ஒருங்கிணைப்பு கட்டிடக்கலை மற்றும் நிர்மாணத் துறையில் ஒரு புதிய சகாப்தத்தை ஏற்படுத்தியுள்ளது. இந்த உருமாறும் தொழில்நுட்பம் கட்டிடக் கலைஞர்கள் மற்றும் நிர்மாணத்துறை வல்லுநர்கள் எவ்வாறு வடிவமைக்கிறார்கள், கட்டமைப்புகளை உருவாக்குகிறார்கள் என்பதை மாற்றுகிறது. முப்பரிமாண அச்சிடலானது பல்வேறு தொழில்களில் உற்பத்தி மற்றும் வடிவமைப்பில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளதுடன், பல நன்மைகளையும் வழங்குகிறது. பணிச்சூழலியல் முன்மாதிரிகளை உருவாக்குவதை எளிதாக்கும் திறன், வடிவமைப்பாளர்கள் தங்கள் கருத்துக்களை எளிதாக மீண்டும் செய்யவும் மற்றும் செம்மைப்படுத்தவும் இத்தொழில்நுட்பம் துணை புரிகின்றது. இது தயாரிப்பு மேம்பாட்டு செயல்முறையை விரைவுபடுத்துவது மட்டுமல்லாமல், பாரம்பரிய முன்மாதிரி முறைமைகளின் விலையையும் குறைக்கிறது.
மேலும், முப்பரிமாண அச்சிடலானது சிக்கலான வடிவங்களை உருவாக்க அனுமதிப்பதோடு, பாரம்பரிய உற்பத்தி முறைகள் மூலமாக மேற்கொள்ள முடியாமல் போன வடிவமைப்புக்களை மேற்கொள்ளவும் சாத்தியமளிக்கிறது.
இத்தொழில்நுட்பம் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட தயாரிப்புகளை விளம்பரப்படுத்துவதோடு, தனிநபரின் விருப்பம் மற்றும் தேவைகளுக்கு ஏற்ப தயாரிப்புகளை உருவாக்க அனுமதிக்கிறது.
மேலும் முப்பரிமாண அச்சிடல் என்பது மிகவும் நிலையான தொழில்நுட்பமாகும், இது போக்குவரத்துடன் தொடர்புடைய காபன் உமிழ்வைக் குறைப்பதோடு கழிவுகளைத் தடுக்கிறது.
மேலும் முப்பரிமான அச்சிடலை தேவைக்கேற்ப வழங்குவதற்கான சாத்தியக்கூறுகளுடன் ஒரு திறமையானதும், புதுமையானதுமான உற்பத்தி கருவியாக தொடர்ந்து புதுமைகளை உருவாக்குகிறது. அத்துடன் உலகெங்கிலுமுள்ள படைப்பாற்றலை ஊக்குவிக்கும் அதேவேளையில் தொழில்களையும் மாற்றியமைக்கிறது.
இறுதியாக முப்பரிமாண அச்சிடல் தொழில்நுட்பம் உண்மையிலேயே உற்பத்தி உலகில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியுள்ளது. அது பரந்த அளவிலான தொழில்களில் இணையற்ற நெகிழ்வுத்தன்மை, தனிப்பயனாக்கம் மற்றும் செயல்திறனை வழங்குகிறது. இத்தொழில்நுட்பம் தொடர்ந்து வளர்ச்சியடைந்து வருவதால், சமுதாயத்தில் புதுமை மற்றும் நேர்மறையான தாக்கத்திற்கான சாத்தியங்கள் குறைவாகவே உள்ளன.
உயர்தர மேம்பாடுகள் முதல் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட சுகாதார தீர்வுகள் வரை, முப்பரிமாண அச்சிடல் மனித நேயத்திற்கொரு சான்றாகும். அத்துடன் டிஜிட்டல் யுகத்தில் இது வரம்பற்ற சாத்தியங்களை வழங்குகிறது. நாம் எதிர்காலத்தைப் பார்க்கும் போது, நம் உலகத்தை வடிவமைப்பதில் முப்பரிமாண அச்சிடல் அதிகளவான பங்களிப்புக்களை செய்து வருகிறது. தேவைக்கேற்ப பல்வேறு முப்பரிமாண அச்சிடல் தொழில்நுட்பம் இருப்பதால், எமது படைப்பாற்றல் மற்றும் கற்பனைக்கு மட்டுமே திறன்கள் வரையறுக்கப்பட்டுள்ளன.

எஸ்.என்.வி.பி.டி. சேனாநாயக்க
ஆராய்ச்சி பொறியியாளர்,
தேசிய பொறியியல் ஆராய்ச்சி மற்றும்
அபிவிருத்தி மத்திய நிலையம்