கூட்டு தயாரிப்பு எவ்வாறு பொருளாதார மேம்பாட்டு நன்மைகளை வழங்குகிறது?

தொழில்நுட்பத்திலும் பொருளியல் அறிவியலிலும் சமீபத்திய முன்னேற்றங்கள் புதிய வாய்ப்புகளைத் தூண்டியுள்ளன, மேலும் கூட்டு உற்பத்தி (additive manufacturing) நாளுக்கு நாள் அதிகரித்து வருகிறது. இதற்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டாக Enigma-DED ஐக் குறிப்பிடலாம், https://www.enigma-ded.com/), மேம்படுத்தப்பட்ட கூட்டு உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தில் முன்னணியில் உள்ள நிறுவனம். இவர்கள் DED முறைகளை (Directed Energy Deposition Method) பயன்படுத்தி, கூட்டு உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தில் அதன் பயன்பாட்டை விரிவுபடுத்துகின்றனர். 3D அச்சிடும் இயந்திரங்களின் பயன்பாடு பொருளியல் அறிவியல் துறையில் ஏற்படுத்தியுள்ள புரட்சி, பொருள்களின் இயற்பியல் பண்புகளை மேற்பரப்பில் மாற்றுவதற்கு உதவுகிறது; இதன் மூலம் விஞ்ஞானிகள் பல்வேறு பொருள்களின் பண்புகள், கூறுகள் மற்றும் பயன்பாடுகளை மாற்ற முடிகிறது. புதிய பொருள்களை மாற்றுவதற்கும் உருவாக்குவதற்கும் கூட்டு உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் தொழில்நுட்பத்தில் விரைவான முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது. இந்தப் புதிய பொருள்களுக்கு பல்வேறு துறைகளில் எல்லையற்ற பயன்பாடுகள் உள்ளன.

பொருள்களை மாற்றுவதற்கான முன்னாளில் இல்லாத வாய்ப்புகள்.

கூட்டு தயாரிப்பு (Additive manufacturing) என்பது புதிய பொருள்களை உருவாக்குவதில் அதன் அசாதாரணமான திறன் மற்றும் சாத்தியக்கூறுகளுக்காக, மிகவும் புதுமையான மற்றும் மேம்பட்ட தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாக நன்றாக அறியப்படுகிறது. பொருள் அறிவியல் (material science) துறையில், புதிய பொருள்களை உருவாக்குதல், ஆராய்தல் மற்றும் மாற்றுதல் ஆகியவை அவற்றைப் பயன்படுத்தும் வழிமுறைகள் இல்லாததால் கட்டுப்படுத்தப்பட்டிருந்தன. பல ஆண்டுகளாக, பாரம்பரிய தயாரிப்பு முறைகள் பொருள்களுக்கு ஒரு ஒருமைப்பாடு கொண்ட அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தின. இந்த அணுகுமுறை பாரம்பரிய தயாரிப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் பொருள்களைக் கலக்குவதை சவாலாக்கியது. பாரம்பரிய பொருள் அறிவியலில் புதிய அணுகுமுறைகளில் பயன்படுத்தப்படும் முறைகள் இத்துறையை முற்றிலும் மாற்றியமைத்து, இத்துறையில் புதிய வாய்ப்புகளை வழங்கின.

இன்று, கூட்டுதல் தயாரிப்பு முறையில் மேம்பாடுகளும் மாற்றங்களும் தொடர்ந்து செய்யப்படுகின்றன. கூட்டுதல் தயாரிப்பு முறையின் ஒரு முக்கிய நன்மை என்பது பல்வேறு உலோகங்களின் சிக்கலான மற்றும் அடர்த்தியான அமைப்புகளை எவ்வாறு கையாளுகிறது என்பதும், தயாரிப்பு பணிமுறையை எவ்வாறு சுலபமாக்குகிறது என்பதும் ஆகும். மேலும், உலோகங்களின் கலப்பு முறை புதுமையான பொறியியல் பொருள் வடிவமைப்புக்கு வழியைத் திறக்கிறது.

எனிக்மா-டெட் என்பது கூட்டு தயாரிப்பு முறையின் ஒரு உதாரணமாகும்; இது "செயல்திறன் அடிப்படையில் படிநிலையாக்கப்பட்ட பொருள்கள்" எனப்படும் புதிய பொறியியல் பொருள் அமைப்புகளை ஒரே துண்டாக உருவாக்க வல்லது. இவை கடினத்தன்மை, வெப்ப எதிர்ப்பு, வெப்ப மற்றும்/அல்லது மின்சார கடத்துதல் போன்ற முக்கிய கட்டமைப்பு மற்றும் செயல்திறன் பண்புகளில் படிநிலை முறையில் மாறும் அளவுகளை அடைய உதவுகின்றன. உதாரணமாக, ஒரு மையப் பகுதியில் வெப்ப எதிர்ப்பு கொண்ட பாறை மூலக்கூறு இருக்கலாம், அதன் வெளிப்புறம் வளையக்கூடிய உலோக மூடுதல் இருக்கலாம். இந்த தனிப்பயன் வடிவமைப்பு அணுகுமுறை வானூர்தி துறை மற்றும் மருத்துவ கருவிகள் போன்ற கடுமையான மற்றும் சிறப்பு பொறியியல் இலக்குகளை நிறைவேற்றுகிறது, குறிப்பாக எடை குறைவான, வலுவான மற்றும் உயிரியல் ஒத்திசைவு கொண்ட உலோகங்களில். கூட்டு தயாரிப்பு முறை நம்மை பாரம்பரிய தயாரிப்பு செயல்முறைகள் மற்றும் பொருள்களின் கூண்டிலிருந்து விடுவிக்கிறது.

புதிய பொறியியல் பொருளை உருவாக்கும் போது தேவையான வடிவமைப்பு மற்றும் மீள்செயல்பாட்டு செயல்முறைகள் பெரும்பாலும் சிக்கலானவையும், கடினமானவையுமாக இருக்கும். பொதுவாக, இச்செயல்முறைகளில் நீண்ட கால விளைவு பொறியியல் சுழற்சிகள் நிரம்பியிருக்கும், அவை நேரத்தை வீணடிக்கும் மற்றும் உழைப்பு சுழற்சிகளை உள்ளடக்கியவையாக இருக்கும். சேர்க்கும் தயாரிப்பு (அடிட்டிவ் மேனுஃபேக்சரிங்) விரைவான முன்மாதிரி உருவாக்கம் மற்றும் தேவைக்கேற்ப சோதனை செயல்முறைகள் மூலம் இந்த நேர வீணடிப்புகளையும், உழைப்பு சுழற்சிகளையும் நீக்குகிறது, இதனால் பணிப்பாய்வு மிக உற்பத்தித்திறன் கொண்டதாக மாறுகிறது.

எனிக்மா-டெட்-இல், நாங்கள் சேர்க்கும் தயாரிப்பு முறையைப் பயன்படுத்தி புதிய உலோகங்கள் அல்லது பொருளின் செயல்திறனை வாரங்களுக்குப் பதிலாக வெறும் நாட்களில் சோதிக்கிறோம்; இதை சிறிய தயாரிப்பு தொகுதிகளில் செய்கிறோம். நாங்கள் பொருளின் வலிமை, செரிவு எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்ப நிலைத்தன்மை ஆகியவற்றின் செயல்திறனை சோதிக்கிறோம். மேலும், நாங்கள் பொருளின் கலவையை விரைவாக மாற்றி உருவாக்கவும், தயாரிக்கவும் முடியும்.

இந்த விரைவான மீள்பதிவு திறன், வடிவமைப்பு குறைபாடுகளை முறையாக அடையாளம் காணவும், திறமையான மாற்றங்களை ஒருங்கிணைக்கவும் உதவுகிறது. எனிக்மா-டெட் நிறுவனத்தின் டெட் (DED) போன்ற மேம்படுத்தப்பட்ட 3D அச்சிடுதல் தொழில்நுட்பங்களின் உதவியுடன், ஒரு பொருளின் முழு மேம்பாட்டு சுழற்சிக்கு தேவையான நேரம் குறிப்பிடத்தக்க அளவில் குறைக்கப்படுகிறது. தள்ளிவிடப்பட்ட முன்மாதிரிகள் மூலப்பொருள் இழப்பை ஏற்படுத்தும், ஆனால் 3D அச்சிடுதல் மூலம் இது குறைக்கப்படுகிறது; இது மூலப்பொருள் மேம்பாட்டு சுழற்சியின் மொத்தச் செலவையும் குறைக்கிறது.

கூட்டு தயாரிப்பு முறை, பொருளின் உள் அமைப்பைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் அதன் செயல்திறனை அதிகரிக்கிறது

ஒரு பொருளின் செயல்திறன் அதன் பண்புகள், அதன் கட்டமைப்பு மற்றும் அந்தக் கட்டமைப்பின் நுண்ணிய மற்றும் கிரிஸ்டல் அளவுகளில் உள்ள கட்டிடக்கலை ஆகியவற்றின் கலவையின் விளைவாகும். இதை அறிந்து, எனிக்மா-டெட் நிறுவனம் முடிவில் பயன்படுத்துபவர் கட்டுப்பாட்டில் இருக்கக்கூடிய உலோக 3D அச்சிடும் கருவிகளை வடிவமைத்தல் மற்றும் தயாரித்தல் ஆகியவற்றிற்கு 3D அச்சிடுதலைப் பயன்படுத்துகிறது, இதன் விளைவாக பொருள்கள் உருவாகின்றன. இந்தக் கட்டுப்பாட்டின் மூலம், நாம் இணைக்கப்பட்ட துகள்களைக் கொண்ட சிக்கலான மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட நுண்கட்டமைப்புகளை உருவாக்க முடியும், இது பாரம்பரிய முறைகளில் உருவாக்கப்பட்ட உலோகங்களை விட 30% வலிமையை அதிகரிக்கிறது.

கூட்டு தயாரிப்பின் முக்கிய நன்மைகளில் ஒன்று, உலோக அமைப்புகளின் துளைத்தன்மையைக் கட்டுப்படுத்த முடியும் என்பதாகும். உதாரணமாக, கூட்டு தயாரிப்பு வலுவான, இலேசான உலோகங்களை உருவாக்க முடியும், அவை சிறிய, சீரான முறையில் பரவியுள்ள துளைகளைக் கொண்டிருக்கும்; இது ஆட்டோமொபைல் மற்றும் விண்வெளி துறைகளில் விரும்பத்தக்க பண்பாகும். எனினும், உலோக அமைப்புகளை முழுமையாக திடமாகவும் வடிவமைக்க முடியும், இது மருத்துவ பிளான்ட்கள் மற்றும் முழுமையாக மூடப்பட வேண்டிய விண்வெளி பாகங்களுக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும். இந்த துளைத்தன்மையைக் கட்டுப்படுத்துவது ஒரு பொருளின் செயல்திறன் மற்றும் செயல்பாட்டை மேம்படுத்துகிறது. எனிக்மா-டெட்-இன் வாடிக்கையாளர்களுக்காக உருவாக்கப்பட்ட இலேசான, வலுவான மற்றும் தாங்குதல் கொண்ட அமைப்புகள் இந்த நன்மைகளை வெளிப்படுத்துகின்றன.

எனிக்மா-டெட் பயன்பாட்டின் மூலம் மேலும் பிளாஸ்டிக் கழிவுகள் தவிர்க்கப்படுகின்றன.

எனிக்மா-டெட் கழிவுகளைக் குறைக்கும் கூட்டு தயாரிப்பைப் பயன்படுத்துகிறது. பாரம்பரிய தயாரிப்பு முறையில், செயல்முறையின் ஒவ்வொரு படியிலும் பொருள் வீணாகிறது. எனிக்மா-டெட்-இன் பொருள் வீணாக்கம் செலவுகளை அதிகரிக்கிறது.

மற்ற வகையான பொருள் சோதனைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, எனிக்மா-டெட்-இன் சோதனைகளில் கழிவு சதவீதம் 5% ஐ விடக் குறைவாக உள்ளது. மற்ற சோதனை முறைகளில் கழிவு சதவீதம் 50% அல்லது அதற்கு மேற்பட்டதாக உள்ளது. பழைய முறைகள் பெருமளவு பொருளை வீணாக்குகின்றன, குறிப்பாக டைட்டானியம் கலவைகள் மற்றும் மேம்படுத்தப்பட்ட செராமிக்ஸ் போன்ற விலையுயர்ந்த பொருள்களை. எனிக்மா-டெட் முறை சோதனைகளுக்குப் பிறகு சோதனை துண்டுகளை வீணாக்குவதன் மூலம் பணத்தையும் மற்ற வளங்களையும் சேமிக்கிறது.

மேலும், புதிய உலோகங்கள் அல்லது செராமிக்ஸை முதல் மாதிரியாக (புரோட்டோடைப்பிங்) உருவாக்குவதிலிருந்து கூட்டு உற்பத்தி (அடிடிவ் மேனுஃபேக்சரிங்) வரை மென்மையான மாற்றம் ஏற்படுகிறது. பொருள் பயன்பாடு தொடர்ச்சியாகவும் ஒருமைப்பாடு கொண்டதாகவும் இருக்கிறது. திறனின்மைகளை ஈடுகட்ட பொருள் தேவைகளை மிகைப்படுத்த வேண்டிய அவசியமில்லை. எடுத்துக்காட்டாக, விண்வெளிப் பாகங்களுக்கான புதிய டைட்டானியம் கலவைகள் உருவாக்கப்படும்போது, பொருளை வெட்டுவதற்கான கூட்டு உற்பத்தி செயல்முறை தேவையில்லை. இது புதிய பொருள்களின் வளர்ச்சியைப் பாதுகாக்கிறது மற்றும் ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கான மொத்தச் செலவைக் குறைக்கிறது.

காலப்போக்கில், பொருள்களுக்கான சிறப்பு பயன்பாடுகளின் எல்லை விரிவடைந்துள்ளது

சூப்பர் அலாய்கள், உலோகங்கள் மற்றும் உடையக்கூடிய செராமிக்ஸ் ஆகியவை மேம்பட்ட பொருட்கள். நீண்ட காலமாக, மேம்பட்ட பொருட்களுடன் செய்யப்படும் சிறப்பு பயன்பாடுகளுக்கு பாரம்பரிய முறையில் செயலாக்கம் தேவைப்பட்டது. இப்போது, கூட்டு தயாரிப்பு (அடிட்டிவ் மேனுஃபேக்சரிங்) மேம்பட்ட பொருட்களை செயலாக்கும் வழியை மாற்றியுள்ளது.

எனிக்மா-டெட் (Enigma-DED) என்பது உடையக்கூடிய செராமிக்ஸ் போன்ற பொருட்களை கூட்டு தயாரிப்பு மூலம் செயலாக்குகிறது—இவை பொதுவாக சாதாரண செயல்முறைகளின் போது பிளவுபடும் பொருட்கள். சரியான வெப்பநிலை கட்டுப்பாடு, அடுக்கு அச்சிடுதல் மற்றும் பிளவு தடுப்பு வசதிகள் ஆகியவற்றின் மூலம், கூட்டு தயாரிப்பு இந்த சிக்கலைத் தீர்க்கிறது, இதனால் உடையக்கூடிய செராமிக்ஸ் இப்போது பயன்பாட்டிற்கு வந்துள்ளன.

மேலும், கூட்டு தயாரிப்பு (additive manufacturing) அணுசக்தி துறைக்கான கதிரியக்க எதிர்ப்பு உள்ள உலோகங்களையும், விண்வெளி துறைக்கான வெப்ப எதிர்ப்பு உள்ள மேம்பட்ட உலோகக் கலவைகளையும் வடிவமைத்தல் மற்றும் உற்பத்தி செய்வதையும் சாத்தியமாக்குகிறது. அணுசக்தி துறையில் பயன்படுத்தப்படும் உலோகங்கள் நீண்ட காலமாக கடுமையான கதிரியக்கத்தை தாங்க வேண்டும்; விண்வெளி துறையில் பயன்படுத்தப்படும் மேம்பட்ட உலோகக் கலவைகள் உயர் வெப்பநிலை இயக்கங்களின் போது அவற்றின் கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மையை பராமரிக்க வேண்டும் மற்றும் அதிக அளவு காலநிலை மாற்றங்களை தாங்க வேண்டும். கூட்டு தயாரிப்பு, சிறப்பு பொருள்கள் உற்பத்தியில் ஏற்படும் பல சிக்கல்களைத் தீர்க்கிறது மற்றும் விண்வெளி, மருத்துவ கருவிகள் உற்பத்தி போன்ற பல துறைகளில் நீண்ட காலமாக இருந்த சவால்களை எதிர்கொள்கிறது.