3D پرنٹنگ، جسے Additive Manufacturing (AM) بھی کہا جاتا ہے، روایتی صنعتی پیداوار کے لیے ایک "تبدیلی" طریقہ ہے۔ روایتی تخفیف مینوفیکچرنگ کے عمل سے مراد موجودہ جیومیٹرک ماڈل ورک پیس کا استعمال ہے، اور مواد کو بتدریج کاٹنے، پالش کرنے اور کندہ کرنے کے لیے آلات کا استعمال آخر کار مطلوبہ پرزہ بننے کے لیے ہے۔ 3D پرنٹنگ بالکل برعکس ہے۔ تھری ڈی پرنٹنگ کے آلات کی مدد سے، ڈیجیٹل تھری ڈائمینشنل ماڈل کو تہہ دار کیا جاتا ہے، اور خاص مواد جیسے میٹل پاؤڈر، تھرمو پلاسٹک میٹریل، اور ریزن کو لگاتار ڈھیر کیا جاتا ہے اور تہہ در تہہ باندھا جاتا ہے، اور آخر کار تین جہتی مکمل بنانے کے لیے سپرمپوز کیا جاتا ہے۔ . 3D پرنٹنگ ایک بین الضابطہ ٹیکنالوجی ہے، جس میں مشینری، مواد، کمپیوٹر ویژن، سافٹ ویئر، الیکٹرانکس اور دیگر شعبوں کا احاطہ کیا گیا ہے، اور بنیادی ٹیکنالوجی 3D پرنٹرز کی تیاری میں مضمر ہے، جس میں مواد، سافٹ ویئر، ڈیزائن وغیرہ کے لیے بھی خصوصی تقاضے ہوتے ہیں۔
روایتی مینوفیکچرنگ کے عمل کے مقابلے میں، 3D پرنٹنگ میں پیچیدہ ڈھانچے کی تشکیل، مصنوعات کی وصولی کے دور کو مختصر کرنے، اعلی مصنوعات کی طاقت، ہلکا پھلکا، اور اعلی مواد کے استعمال کی شرح کی خصوصیات ہیں، لیکن اس کی قیمت بھی نسبتاً زیادہ ہے۔ 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کی خصوصیات مندرجہ ذیل ہیں:
(1) پیچیدہ ہندسی ڈھانچے والے حصے مربوط پیداوار حاصل کرنے کے لیے تیار کیے جا سکتے ہیں، اور ساخت کی پیچیدگی اضافی اخراجات نہیں لائے گی۔ ڈیزائنرز اب روایتی مینوفیکچرنگ کے عمل کے پابند نہیں ہیں اور زیادہ آزادانہ طور پر پرزے بنا سکتے ہیں۔
(2) نئی مصنوعات کی ترقی اور وصولی کے چکر کو مختصر کریں۔ روایتی ٹیکنالوجی میں نئی مصنوعات تیار کرتے وقت، نئے سانچوں کو ڈیزائن اور تیار کرنا اور اسمبلی کا عمل قائم کرنا ضروری ہوتا ہے، جبکہ تھری ڈی پرنٹنگ میں سانچوں کی ضرورت نہیں ہوتی اور یہ عمل مختصر ہوتا ہے۔
(3) مصنوعات میں اعلی طاقت اور ہلکے وزن کی خصوصیات ہیں۔ 3D پرنٹنگ کے پرزے شہد کی چھپائی کی جالی کے ڈھانچے کو محسوس کر سکتے ہیں جس پر روایتی ٹیکنالوجی کے ذریعے عمل کرنا مشکل ہے اور کارکردگی کو یقینی بنانے کی بنیاد پر وزن کو بہت کم کر سکتا ہے۔ 3D پرنٹنگ کی تیز رفتار استحکام کے عمل کی خصوصیات کی بنیاد پر، اچھی میکانی خصوصیات حاصل کی جا سکتی ہیں، اس طرح طاقت میں اضافہ کو یقینی بنایا جا سکتا ہے۔
(4) مواد کے استعمال کی شرح کو بہت بہتر بنایا گیا ہے۔ چونکہ مواد کو تہہ در تہہ سپرمپوز کیا جاتا ہے، اس لیے پیداواری عمل میں تقریباً کوئی مادی فضلہ نہیں ہوتا، اور مواد کے استعمال کی شرح 90 فیصد سے زیادہ تک پہنچ جاتی ہے۔ (5) سامان کی لاگت اور مادی اخراجات زیادہ ہیں۔ صنعتی درجے کا 3D پرنٹنگ کا سامان مہنگا ہے، جو ایک سے 2 ملین یوآن سے لے کر دسیوں ملین یوآن تک ہے۔ اس کے علاوہ، خصوصی عمل کی وجہ سے، 3D پرنٹنگ میں مواد کے لیے خصوصی تقاضے ہیں، اور عام مواد کو ایڈجسٹ کرنے کی ضرورت ہے۔ تاہم، مواد کی تحقیق اور ترقی مشکل اور مہنگی ہے، جو 3D پرنٹنگ کی ترقی کو ایک خاص حد تک محدود کرتی ہے۔
30 سال سے زیادہ ترقی کے بعد، 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی میں مسلسل بہتری آئی ہے، اور پرنٹنگ کے مختلف طریقے جیسے 3D بائیو پرنٹنگ، آرگینک میٹریل پرنٹنگ، اور میٹل پرنٹنگ تشکیل دی گئی ہے۔ میٹل تھری ڈی پرنٹنگ عام طور پر میٹل پاؤڈر کو پگھلانے کے لیے لیزر اور الیکٹران بیم کے توانائی کے ذرائع کا استعمال کرتی ہے، تاکہ دھاتی پاؤڈر کو sintered کر کے مجموعی ڈھانچہ بنانے کے لیے ڈھیر کر دیا جائے۔ پورے عمل میں دھاتی پاؤڈر کے دو ان پٹ طریقے ہیں، پاؤڈر پھیلانا اور پاؤڈر کھانا۔ پاؤڈر کھانا کھلانے کے مختلف طریقوں کے مطابق، دھاتی 3D پرنٹنگ کے عمل کے اصول کو دشاتمک توانائی جمع (جسے پاؤڈر فیڈنگ بھی کہا جاتا ہے) اور پاؤڈر بیڈ سلیکٹیو پگھلنے (جسے پاؤڈر پھیلانا بھی کہا جاتا ہے) میں تقسیم کیا گیا ہے۔ پاؤڈر کوٹنگ سے مراد ایک پتلی تہہ بنانے کے لیے سبسٹریٹ پر دھاتی پاؤڈر پھیلانا ہے، جو پھر پتلی پرت پر مخصوص علاقوں کو پگھلنے والے لیزر کے ذریعے آپس میں ملایا جاتا ہے۔ پاؤڈر پھیلانے کے مقابلے میں، پاؤڈر فیڈنگ ایک پتلی تہہ نہیں بناتی ہے، اور پاؤڈر کو براہ راست پاؤڈر نوزل کے ذریعے سبسٹریٹ پر لیزر کے ذریعے بنائے گئے پگھلے ہوئے تالاب میں پہنچایا جاتا ہے اور اسے مکمل بنانے کے لیے سینٹر کیا جاتا ہے۔ مین اسٹریم میٹل تھری ڈی پرنٹنگ ٹیکنالوجی کو تقریباً لیزر سلیکٹیو پگھلنے والی ٹیکنالوجی (SLM)، الیکٹران بیم میلٹنگ فارمنگ (EBM)، لیزر نیٹ شیپنگ ٹیکنالوجی (LENS)، الیکٹران بیم فیوژن فلیمینٹ ڈیپوزیشن ٹیکنالوجی (EBF)، اور اسی طرح میں تقسیم کیا جاسکتا ہے۔
دھاتی اضافی مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی، سامان، مواد، اور عمل کی ترقی میں تین اہم عوامل ہیں. فی الحال ان تینوں پہلوؤں میں بہتری کی گنجائش باقی ہے۔ 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کے اطلاق کے پیمانے کو بڑھانے کے لیے، دھاتی اضافی مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی کم قیمت، بڑے سائز، کثیر مواد، اعلی صحت سے متعلق، اور اعلی کارکردگی کی سمت میں ترقی کر رہی ہے۔
(1) دھاتی اضافی سازوسامان بڑے پیمانے پر اور مہارت کی سمت میں ترقی کر رہا ہے۔ بڑے پیمانے پر ڈھانچے اور مخصوص شعبوں کو پرنٹ کرنے کی بڑھتی ہوئی مانگ کے ساتھ، دھاتی 3D پرنٹنگ کا سامان بڑے پیمانے پر اور پیشہ ورانہ ترقی کی طرف ایک رجحان بن گیا ہے۔
(2) قابل طباعت خام مال میں اضافہ ہوتا رہتا ہے، اور جامع مواد کی پرنٹنگ ظاہر ہونا شروع ہوتی ہے۔ اس وقت دھاتی تھری ڈی پرنٹنگ میں استعمال ہونے والے خام مال کی اقسام نسبتاً چھوٹی ہیں اور مواد کا معیار زیادہ نہیں ہے۔ صنعتی میدان میں اضافی مینوفیکچرنگ کے مسلسل دخول کے ساتھ، دھاتی 3D پرنٹنگ کی مارکیٹ کی طلب جو ملٹی میٹریل مکسڈ پرنٹنگ حاصل کر سکتی ہے آہستہ آہستہ بڑھ رہی ہے۔ اس کے علاوہ، متعدد مرکب مواد کی بیک وقت پرنٹنگ سامنے آنے لگی ہے، جو مختلف مواد کے فوائد کو یکجا کر سکتی ہے۔
(3) نئی دھاتی اضافی مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجیز تیار کریں۔ روایتی دھاتی اضافی مینوفیکچرنگ ٹکنالوجی میں اعلی قیمت اور کم کارکردگی جیسے مسائل ہوتے ہیں، جن میں کم کارکردگی بھی ایک اہم عنصر ہے جو اضافی مینوفیکچرنگ کو بہت سے شعبوں میں روایتی گھٹانے والی مینوفیکچرنگ کی جگہ لینے سے روکتی ہے۔ امید کی جاتی ہے کہ مستقبل میں اس ٹیکنالوجی کی بتدریج پختگی کے ساتھ، جیسے لیزر پاور میں اضافہ اور پرنٹنگ کے راستے کی اصلاح، اضافی مینوفیکچرنگ کی پیداوار کی شرح کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔