دھاتی 3D پرنٹنگ میں کیمیائی پالش کا کیا کردار ہے؟

一, کیمیائی پالش کے پیچھے بنیادی خیال یہ ہے کہ سطح کو منتخب طور پر تحلیل اور دوبارہ تعمیر کیا جائے۔
کیمیائی ریجنٹس (جیسے تیزابی یا الکلائن محلول) اور دھات کی سطح کے درمیان آکسیکرن-کا تعامل کیمیائی پالش کرنے کے دوران سطح کی تہہ کو ریگولیٹڈ طریقے سے تحلیل کرتا ہے۔ اس کے اہم حصے ہیں:
مائیکروسکوپک پروٹریشنز زیادہ آسانی سے تحلیل ہو جاتے ہیں: جب سطح ناہموار ہو (جیسا کہ جب ویلڈ پول کے اوورلیپ کے نشانات یا پاؤڈر کے بغیر پگھلنے والے ذرات موجود ہوتے ہیں)، تو "پروٹروشن ترجیحی طور پر تحلیل ہو جاتا ہے" کا رجحان اس لیے ہوتا ہے کیونکہ وہاں زیادہ بے نقاب علاقہ ہوتا ہے اور کیمیائی رد عمل کی شرح تیز ہوتی ہے۔
سطحی تناؤ کے ذریعے لیولنگ: جب دھاتی آئن تحلیل ہو جاتے ہیں، تو وہ سطحی تناؤ کی وجہ سے مقعر جگہوں کی طرف جاتے ہیں۔ یہ سخت ہونے کے بعد ایک ہموار، حتی کہ سطح بناتا ہے۔ مثال کے طور پر، کیمیکل پالش 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم الائے کی سطح کی کھردری (Ra) کو 6–12 μm سے 0.2–1 μm تک کم کر سکتی ہے، جو طبی امپلانٹس کے لیے درکار بائیو کمپیٹیبلٹی معیار کے اندر ہے۔
فالٹ پرت کو ہٹانا: کیمیکل پالش کرنے سے پگھلنے والے پاؤڈر کے ذرات کو درست طریقے سے ہٹایا جا سکتا ہے جو سطح پر پھنسے ہوئے ہیں (تقریباً 70 μm موٹا)، جو سطح کو پہنچنے والے نقصان کو روکتا ہے جو معیاری مکینیکل پالش کے ساتھ ہو سکتا ہے۔ سنگاپور کے محققین نے 316L سٹینلیس سٹیل کو پالش کرنے کا ایک نیا طریقہ بنایا ہے جو سطح کو کم کھردرا بنانے کے لیے ہائی-وولٹیج کی دالیں اور روایتی الیکٹرو کیمیکل پالش کا استعمال کرتا ہے۔ نیا طریقہ اصل جالی ساخت کی توانائی-جذب کرنے والی خصوصیات کو برقرار رکھتا ہے۔
2، کیمیائی پالش کا بنیادی مقصد سطح کو بہتر بنانا اور اسے مزید مفید بنانا ہے۔
1. سطح کے معیار کو بہتر بنانا: ہندسی حدود کے ارد گرد جانا اور پیچیدہ ڈھانچے کو چمکانا
جب بات چمکانے کی ہو تو، دھاتی 3D پرنٹنگ کی پیچیدہ ہندسی شکلیں، جیسے جالی، اندرونی چینلز، اور غیر محفوظ ڈھانچے، کے ساتھ کام کرنا مشکل ہو سکتا ہے۔ کیمیکل پالش، جس کے لیے رابطے کی ضرورت نہیں ہے، اب اس قسم کے ڈھانچے کو سنبھالنے کا بہترین طریقہ ہے:
اندرونی چینلز کو پالش کرنا: کیمیکل ری ایجنٹس اندرونی چینلز میں جا سکتے ہیں جو صرف چند مائکرو میٹر چوڑے ہیں تاکہ پگھلنے والے پول کے اوورلیپنگ سے پیدا ہونے والے گڑھوں سے چھٹکارا حاصل کیا جا سکے۔ مثال کے طور پر، کیمیکل پالش کے بعد، ہوائی جہاز کے انجن میں ایندھن کی نوزل ​​کا اندرونی بہاؤ چینل بہاؤ کی مزاحمت کو 15 فیصد کم کرتا ہے اور انجن کو کم ایندھن استعمال کرنے پر مجبور کرتا ہے۔
غیر محفوظ ڈھانچے کو بہتر بنانا: کیمیکل پالش کرنے سے ہپ کپ اور انٹر باڈی فیوژن ڈیوائسز جیسے میڈیکل امپلانٹس کی چھید کی سطح پر ڈھیلی کروی تہوں سے نجات مل سکتی ہے۔ یہ ہڈیوں کے خلیات کے لیے امپلانٹس سے چپکنا آسان بناتا ہے۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ پالش شدہ غیر محفوظ ٹائٹینیم مرکب کی سطح کی کھردری 90٪ تک کم ہوتی ہے، جبکہ ہڈیوں کے انضمام کی شرح میں 40٪ اضافہ ہوتا ہے۔
کیمیائی پالش کسی بھی حصے کی شکل پر کام کر سکتی ہے، اس لیے یہ مفت-سطحوں پر بھی کام کر سکتی ہے۔ مثال کے طور پر، کیمیکل پالش نے 3D پرنٹ شدہ ٹربائن بلیڈ کی پیچیدہ ایروڈینامک سطح کو 10 μm سے 1 μm تک ہموار کیا اور ان کی ایروڈینامک کارکردگی میں 8% اضافہ کیا۔
2. مکینیکل کارکردگی کو بہتر بنانا: خامیوں سے چھٹکارا حاصل کریں اور تھکاوٹ کی زندگی کو طویل کریں۔
دھاتی 3D پرنٹ شدہ اشیاء میں تھکاوٹ کی دراڑیں سطح کی خامیوں سے شروع ہوتی ہیں۔ کیمیائی پالش مندرجہ ذیل طریقوں سے مکینیکل خصوصیات کو بہتر بناتی ہے۔
بقایا تناؤ کو کم کریں: کیمیکل پالش کرنے سے اس بقایا تناؤ کو جزوی طور پر کم کیا جا سکتا ہے جو چھوٹے علاقوں کو تحلیل کرکے پرنٹنگ کی وجہ سے ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، کیمیکل پالش 3D پرنٹ شدہ نکل-بیسڈ ہائی-درجہ حرارت والے مرکبات کی کم سائیکل تھکاوٹ کی زندگی کو 5000 سائیکلوں سے 12000 سائیکلوں تک بڑھا سکتی ہے۔
دراڑوں کی وجہ کو ختم کرنا: پگھلے ہوئے پاؤڈر کے ذرات اور پگھلا ہوا تالاب کے اوور لیپنگ نشانات عام جگہیں ہیں جہاں دراڑیں شروع ہوتی ہیں۔ کیمیکل پالش ان مسائل کو حل کر سکتی ہے اور تھکاوٹ کے شگاف کی نشوونما کی حد کو 30% تک بڑھا سکتی ہے۔
سطح کی کثافت: کیمیکل پالش کرنے کے بعد سطح کی تہہ زیادہ گھنی ہو جاتی ہے کیونکہ تحلیل ہونے اور پھر ٹھوس ہونے کا عمل۔ مثال کے طور پر، کیمیکل پالش کے بعد، 3D-مطبوعہ کوبالٹ کرومیم الائے کی پورسٹی 0.8% سے 0.02% تک گر جاتی ہے، اور اس کی سنکنرن کے خلاف مزاحمت پانچ گنا بڑھ جاتی ہے۔
3. حیاتیاتی مطابقت کی اصلاح: سخت طبی معیارات کو پورا کرتا ہے۔
طبی امپلانٹس کی سطح بہت ہموار اور بایو مطابقت پذیر ہونے کی ضرورت ہے۔ کیمیکل پالش طبی میدان کی ضروریات کو درج ذیل طریقوں سے پورا کرتی ہے۔
کھردری سطحیں آسانی سے بیکٹیریا کے لیے چھپنے کی جگہ بن سکتی ہیں، اس لیے انہیں صاف رکھنا یقینی بنائیں۔ کیمیائی چمکانے سے سطحوں کو ذیلی-مائیکرون کی سطح تک ہموار کیا جا سکتا ہے، جس سے انفیکشن کا خطرہ کافی حد تک کم ہو جاتا ہے۔ کیمیائی پالش کرنے کے بعد، 3D- پرنٹ شدہ ٹائٹینیم مرکب سے بنے گھٹنے کے امپلانٹس کے ساتھ Staphylococcus aureus کا منسلک ہونا 90% کم ہو گیا، مثال کے طور پر۔
آئن کے اخراج کو کنٹرول کریں: جب آپ کسی بھی چیز کو میکانکی طور پر پالش کرتے ہیں، تو اس میں ایسے آلودگی شامل ہو سکتی ہیں جو خطرناک آئنوں (جیسے نکل آئنوں) کو بہت زیادہ خارج کرنے کا سبب بنتی ہیں۔ کیمیکل پالش صرف کیمیائی رد عمل کا استعمال کرکے سطح کو صاف کرتی ہے، جو اس بات کو یقینی بناتی ہے کہ آئن کی رہائی ISO 10993 بائیو مطابقت کی ضرورت کو پورا کرتی ہے۔
بافتوں کی تخلیق نو کو فروغ دینا: ہموار سطحیں خلیات کو ایک دوسرے کے ساتھ چپکنے اور مدافعتی ردعمل کو کم کرنے میں مدد کر سکتی ہیں۔ مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ کیمیائی طور پر پالش شدہ 3D پرنٹ شدہ غیر محفوظ ٹائٹینیم مرکب کی سطح پر آسٹیو بلوسٹس کی شرح نمو دوگنی ہے۔
3، صنعت میں کیمیائی پالش کے استعمال: پروٹوٹائپ کی جانچ سے لے کر حتمی مصنوعات بنانے تک
1. ایرو اسپیس: سخت حالات میں چیزوں کو زیادہ قابل اعتماد بنانا
ہوائی جہاز کے انجن کے بلیڈ، کمبشن چیمبرز، اور دیگر حصوں کو انتہائی درجہ حرارت، دباؤ اور سنکنرن حالات کو سنبھالنے کے قابل ہونا پڑتا ہے۔ کیمیائی چمکانے سے پرزوں کی سطح کی حالت بہتر ہو کر زیادہ دیر تک چلتی ہے۔
ٹربائن بلیڈ: کیمیائی پالش بلیڈ کی سطح پر پگھلے ہوئے تالاب کے چھوڑے ہوئے نشانات سے چھٹکارا پا سکتی ہے اور اعلی-درجہ حرارت کے آکسیکرن کے عمل کو سست کر سکتی ہے۔ کیمیائی پالش کے بعد، مثال کے طور پر، GE Aviation کے LEAP انجن کے ٹربائن بلیڈ درجہ حرارت کو 50 ڈگری زیادہ اور 20٪ زیادہ دیر تک سنبھال سکتے ہیں۔
کیمیکل پالش کرنے سے کمبشن چیمبر لائنر کے اندر موجود مائیکرو کریکس سے چھٹکارا مل سکتا ہے، جو اسے تھرمل تناؤ کو بہتر طریقے سے سنبھالنے کے قابل بناتا ہے۔ 1000 ڈگری تھرمل سائیکلنگ ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے کہ پالش نکل-بیسڈ الائے لائنرز کی کریک پروپیگیشن کی شرح 60% کم ہے۔
2. طبی امپلانٹس: انہیں منفرد اور مفید بنانا
کیمیکل پالش کرنا میڈیکل 3D پرنٹنگ پوسٹ- پروسیسنگ کا سب سے اہم حصہ ہے۔ یہ ڈیزائن کو حسب ضرورت بنانے سے لے کر انہیں کام کرنے تک پورے عمل کی حمایت کرتا ہے:
آرتھوپیڈک امپلانٹس، جیسے ہپ کپ اور انٹر باڈی فیوژن ڈیوائسز، مریض کے جسم کے مطابق بنائے جاتے ہیں اور ہمواری اور ہڈیوں کے انضمام کی کارکردگی کے درمیان صحیح توازن حاصل کرنے کے لیے کیمیکل پالش کی ضرورت ہوتی ہے۔ Johnson&Johnson's DePuy Synthes 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم الائے انٹر باڈی فیوژن ڈیوائس، مثال کے طور پر، کیمیکل پالش کرنے کے بعد سطح کی کھردری 0.8 μm اور کلینیکل کامیابی کی شرح 95% سے زیادہ ہے۔
قلبی اسٹینٹ: کیمیکل پالش کرنے سے اسٹینٹ کی سطح پر موجود گڑھوں سے چھٹکارا مل سکتا ہے اور تھرومبوسس کا امکان کم ہوتا ہے۔ کیمیکل پالش کرنے کے بعد، بوسٹن سائنٹیفک کے 3D پرنٹ شدہ نکل ٹائٹینیم الائے سٹینٹ کی سطح کی کھردری پن 5 μm سے کم ہو کر 0.5 μm ہو گئی، اور اینڈوتھیلیلائزیشن کی شرح 30% تک بڑھ گئی۔
3. صنعتی سامان: دیکھ بھال کے اخراجات کو کم کریں اور چیزوں کو بہتر بنائیں
کیمیائی چمکانے سے سطحوں کی حالت بہتر ہوتی ہے، جس سے صنعتی آلات کے رگڑ اور توانائی کے استعمال میں کمی آتی ہے۔
سانچوں کو بنانا: کیمیکل پالش کرنے کے بعد، 3D پرنٹ شدہ انجیکشن مولڈز کی سطح کی کھردری 8 μm سے 0.5 μm تک جاتی ہے، مولڈ کو ہٹانے کے لیے درکار قوت 40% کم ہو جاتی ہے، اور مولڈ تین گنا زیادہ دیر تک چلتا ہے۔
کیمیکل پالش کرنے سے والو باڈی کے فلو چینل میں گڑبڑ سے چھٹکارا مل سکتا ہے اور اس سے سیالوں کا بہاؤ آسان ہو جاتا ہے۔ مثال کے طور پر، کیمیکل پالش کرنے کے بعد، کیٹرپلر کا 3D-پرنٹ شدہ ہائیڈرولک والو باڈی دباؤ کے نقصان کو 15% کم کرتا ہے اور سسٹم کی کارکردگی کو 8% بڑھاتا ہے۔