मेटल SLS मशीनों का सामान्य बिल्ड वॉल्यूम क्या है और बड़े पार्ट्स कैसे बनाए जाते हैं?
विनिर्माण इंजीनियरिंग के दृष्टिकोण से, मेटल SLS (जिसे DMLS या LPBF भी कहा जाता है) सिस्टम का बिल्ड वॉल्यूम किसी बड़े घटक को एक ही टुकड़े में बनाने की व्यवहार्यता निर्धारित करने में एक प्रमुख कारक है। जबकि मानक मशीनें पर्याप्त वॉल्यूम प्रदान करती हैं, उद्योग ने उन भागों को संभालने के लिए मजबूत कार्यप्रणालियाँ विकसित की हैं जो इन आयामों से अधिक हैं।
सामान्य मेटल SLS बिल्ड वॉल्यूम
औद्योगिक मेटल SLS सिस्टम का बिल्ड एनवेलप मानकीकृत नहीं है, लेकिन यह सामान्य सीमाओं के भीतर आता है। EOS, SLM Solutions, और 3D Systems जैसे निर्माताओं की अधिकांश मुख्यधारा की उत्पादन मशीनें निम्नलिखित दायरे में बिल्ड वॉल्यूम प्रदान करती हैं:
मानक औद्योगिक श्रेणी: लगभग 250 mm x 250 mm x 325 mm से 400 mm x 400 mm x 400 mm (10" x 10" x 13" से 15.7" x 15.7" x 15.7") तक। यह आकार एयरोस्पेस (ब्रैकेट्स, नोज़ल्स) और मेडिकल डिवाइस (इम्प्लांट्स) जैसी उद्योगों के अधिकांश घटकों के लिए उपयुक्त है।
बड़े-फॉर्मेट सिस्टम: अधिक मांग वाले अनुप्रयोगों के लिए, बड़े-फॉर्मेट मशीनें उपलब्ध हैं। Velo3D, SLM Solutions और GE Additive जैसी कंपनियों के सिस्टम 600 mm x 600 mm x 600 mm या यहाँ तक कि 800 mm x 400 mm x 500 mm तक का वॉल्यूम प्रदान कर सकते हैं। इनका उपयोग बड़े संरचनात्मक घटकों, टर्बाइन केसों, और औद्योगिक मशीनरी के प्रमुख खंडों के लिए किया जाता है।
बड़े भागों को संभालने की रणनीतियाँ
जब किसी भाग का आकार उपलब्ध बिल्ड वॉल्यूम से अधिक होता है, तो कई इंजीनियरिंग-आधारित रणनीतियाँ अपनाई जाती हैं:
भाग विभाजन (सबसे आम): घटक को कई हिस्सों में बुद्धिमानी से विभाजित किया जाता है जो बिल्ड चैम्बर के भीतर फिट हो सकें। यह केवल साधारण कट नहीं होता; इसके लिए संयोजन बिंदुओं का सावधानीपूर्वक इंजीनियरिंग डिज़ाइन आवश्यक होता है।
इंटीग्रेटेड जॉइनिंग फीचर्स: खंडों को इंटरलॉकिंग फीचर्स, फ्लैंज या टंग-एंड-ग्रूव ज्यामितियों के साथ डिज़ाइन किया जाता है ताकि सटीक संरेखण सुनिश्चित हो सके।
पोस्ट-प्रोसेस जॉइनिंग: प्रिंटिंग और पोस्ट-प्रोसेसिंग के बाद खंडों को उच्च अखंडता वाली विधियों से जोड़ा जाता है। पसंदीदा तकनीकें आमतौर पर वेल्डिंग (विशेष रूप से TIG या इलेक्ट्रॉन बीम वेल्डिंग) होती हैं, जो एक मोनोलिथिक संरचना बनाती हैं, या कुछ मिश्र धातुओं के लिए वैक्यूम ब्रेज़िंग। गैर-स्थायी या निरीक्षण योग्य जोड़ों के लिए, डिज़ाइन किए गए बोल्ट पैटर्न के माध्यम से यांत्रिक फास्टनर का उपयोग किया जा सकता है।
हाइब्रिड मैन्युफैक्चरिंग: इस दृष्टिकोण में, एक बड़ा, सरल सब्सट्रेट पारंपरिक विधि जैसे CNC मशीनीकरण या कास्टिंग द्वारा बनाया जाता है। फिर जटिल, टोपोलॉजी-अनुकूलित फीचर्स को उसी सब्सट्रेट पर मेटल SLS प्रक्रिया का उपयोग करके जोड़ा जाता है। यह बड़े आधार भागों पर जटिल कूलिंग चैनलों या हल्के लैटिस जोड़ने के लिए एक अत्यंत कुशल तरीका है।
एनवेलप के लिए डिज़ाइन अनुकूलन: अक्सर, भाग को बिल्ड चैम्बर के भीतर तिरछे उन्मुख किया जा सकता है ताकि एकल आयाम की अधिकतम प्रिंटेबल लंबाई प्राप्त की जा सके। डिज़ाइन स्वयं को भी अनुकूलित किया जा सकता है ताकि कार्य को बनाए रखते हुए समग्र आकार कम किया जा सके।
बड़े भागों के लिए इंजीनियरिंग विचार
तनाव प्रबंधन: बड़े भाग निर्माण प्रक्रिया के दौरान महत्वपूर्ण अवशिष्ट थर्मल तनाव के अधीन होते हैं। इसके लिए सावधानीपूर्वक पैरामीटर विकास की आवश्यकता होती है और विकृति या क्रैकिंग को रोकने के लिए स्ट्रेस रिलीफ हीट ट्रीटमेंट आवश्यक हो सकता है, जबकि भाग अभी भी बिल्ड प्लेट पर हो।
सपोर्ट संरचनाएँ: बड़ी, सपाट सतहें विकृत होने की प्रवृत्ति रखती हैं। मजबूत और व्यापक सपोर्ट संरचनाओं की आवश्यकता होती है, जिससे सामग्री का उपयोग, बिल्ड समय और पोस्ट-प्रोसेसिंग श्रम बढ़ जाता है।
पाउडर प्रबंधन: बड़े निर्माणों में महंगे धातु पाउडर की पर्याप्त मात्रा की आवश्यकता होती है। इस पाउडर की लागत और हैंडलिंग, जिसमें छानना और पुन: उपयोग के लिए पुनर्चक्रण शामिल है, महत्वपूर्ण कारक बन जाते हैं।
पोस्ट-प्रोसेसिंग चुनौतियाँ: बड़े भागों की हैंडलिंग, सैंडब्लास्टिंग, और हीट ट्रीटिंग के लिए समान रूप से बड़े औद्योगिक उपकरणों की आवश्यकता होती है, जैसे हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP) के लिए बड़े आकार की भट्टियाँ।
संक्षेप में, जबकि सामान्य मेटल SLS बिल्ड वॉल्यूम कई अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त है, यह तकनीक इससे सीमित नहीं है। रणनीतिक विभाजन, हाइब्रिड दृष्टिकोण, और विशेष बड़े-फॉर्मेट उपकरणों के माध्यम से, विनिर्माण उद्योग एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग की डिजाइन स्वतंत्रता का लाभ उठाकर बहुत बड़े, जटिल धातु घटकों का सफलतापूर्वक उत्पादन कर सकता है।
