ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ

પસંદગીયુક્ત લેસર સિન્ટરિંગ (SLS) નો ઉપયોગ કરીને ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ મશીન

3D મોડેલ સ્લાઇસિંગ
રેપિડ પ્રોટોટાઇપિંગ એ તકનીકોનું એક જૂથ છે જેનો ઉપયોગ થ્રી-ડાયમેન્શનલ કોમ્પ્યુટર એડેડ ડિઝાઇન (CAD) ડેટાનો ઉપયોગ કરીને ભૌતિક ભાગ અથવા એસેમ્બલીના સ્કેલ મોડેલને ઝડપથી બનાવવા માટે થાય છે.ભાગ અથવા એસેમ્બલીનું બાંધકામ સામાન્ય રીતે 3D પ્રિન્ટીંગ અથવા "એડિટિવ લેયર મેન્યુફેક્ચરિંગ" ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે.

ઝડપી પ્રોટોટાઈપ માટેની પ્રથમ પદ્ધતિઓ 1980 ના દાયકાના મધ્યમાં ઉપલબ્ધ થઈ હતી અને તેનો ઉપયોગ મોડલ અને પ્રોટોટાઈપ ભાગો બનાવવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો.આજે, તેનો ઉપયોગ વિશાળ શ્રેણીના કાર્યક્રમો માટે થાય છે અને જો સામાન્ય બિનતરફેણકારી ટૂંકા ગાળાના અર્થશાસ્ત્ર વગર ઇચ્છિત હોય તો પ્રમાણમાં ઓછી સંખ્યામાં ઉત્પાદન-ગુણવત્તાવાળા ભાગો બનાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે.આ અર્થતંત્રે ઓનલાઈન સર્વિસ બ્યુરોને પ્રોત્સાહન આપ્યું છે.આરપી ટેક્નોલોજીના ઐતિહાસિક સર્વેક્ષણો 19મી સદીના શિલ્પકારો દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતી સિમ્યુલાક્રા ઉત્પાદન તકનીકોની ચર્ચા સાથે શરૂ થાય છે.કેટલાક આધુનિક શિલ્પકારો પ્રદર્શનો અને વિવિધ વસ્તુઓના ઉત્પાદન માટે પ્રોજેની ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ કરે છે.ડેટાસેટમાંથી ડિઝાઇનને પુનઃઉત્પાદિત કરવાની ક્ષમતાએ અધિકારોના મુદ્દાઓને જન્મ આપ્યો છે, કારણ કે હવે એક-પરિમાણીય છબીઓમાંથી વોલ્યુમેટ્રિક ડેટાને ઇન્ટરપોલેટ કરવું શક્ય છે.

CNC સબટ્રેક્ટિવ પદ્ધતિઓની જેમ, પરંપરાગત ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ પ્રક્રિયામાં કમ્પ્યુટર-સહાયિત-ડિઝાઇન - કમ્પ્યુટર-સહાયિત ઉત્પાદન CAD -CAM વર્કફ્લો ભૌમિતિક ડેટાની રચના સાથે શરૂ થાય છે, ક્યાં તો CAD વર્કસ્ટેશનનો ઉપયોગ કરીને 3D સોલિડ તરીકે અથવા 2D સ્લાઇસેસનો ઉપયોગ કરીને. સ્કેનિંગ ઉપકરણ.ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ માટે આ ડેટા માન્ય ભૌમિતિક મોડેલનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે;એટલે કે, જેની સીમાની સપાટીઓ મર્યાદિત વોલ્યુમને ઘેરી લે છે, તેમાં કોઈ છિદ્રો નથી હોતા જે અંદરના ભાગને ખુલ્લી પાડે છે અને પોતાની જાત પર પાછા ફોલ્ડ થતા નથી.બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, ઑબ્જેક્ટમાં "અંદર" હોવું આવશ્યક છે.મોડેલ માન્ય છે જો 3D સ્પેસમાં દરેક બિંદુ માટે કમ્પ્યુટર વિશિષ્ટ રીતે નક્કી કરી શકે કે તે બિંદુ મોડેલની સીમાની સપાટીની અંદર, પર અથવા બહાર છે.CAD પોસ્ટ-પ્રોસેસર્સ એપ્લિકેશન વિક્રેતાઓના આંતરિક CAD ભૌમિતિક સ્વરૂપો (દા.ત., B-સ્પલાઇન્સ) ને સરળ ગાણિતિક સ્વરૂપ સાથે અંદાજિત કરશે, જે બદલામાં ચોક્કસ ડેટા ફોર્મેટમાં વ્યક્ત થાય છે જે એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગમાં સામાન્ય લક્ષણ છે: STL ફાઇલ ફોર્મેટ, નક્કર ભૌમિતિક મોડલ્સને SFF મશીનોમાં સ્થાનાંતરિત કરવા માટેનું વાસ્તવિક ધોરણ.

વાસ્તવિક SFF, ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ, 3D પ્રિન્ટિંગ અથવા એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ મિકેનિઝમ ચલાવવા માટે જરૂરી ગતિ નિયંત્રણ માર્ગ મેળવવા માટે, તૈયાર ભૌમિતિક મોડેલને સામાન્ય રીતે સ્તરોમાં કાપવામાં આવે છે, અને સ્લાઇસેસને રેખાઓમાં સ્કેન કરવામાં આવે છે (એક "2D ડ્રોઇંગ" ઉત્પન્ન કરવા માટે વપરાય છે. CNC ના ટૂલપાથની જેમ ટ્રેજેક્ટરી), લેયર-ટુ-લેયર ફિઝિકલ બિલ્ડીંગ પ્રક્રિયાની વિપરીત નકલ કરવી.

1. એપ્લિકેશન વિસ્તારો
એરોસ્પેસ, ઓટોમોટિવ, ફાઇનાન્સિયલ સર્વિસિસ, પ્રોડક્ટ ડેવલપમેન્ટ અને હેલ્થકેર જેવા નવા બિઝનેસ મોડલ્સ અને એપ્લિકેશન આર્કિટેક્ચરને અજમાવવા માટે સામાન્ય રીતે સોફ્ટવેર એન્જિનિયરિંગમાં ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ પણ લાગુ કરવામાં આવે છે.એરોસ્પેસ ડિઝાઇન અને ઔદ્યોગિક ટીમો ઉદ્યોગમાં નવી AM પદ્ધતિઓ બનાવવા માટે પ્રોટોટાઇપિંગ પર આધાર રાખે છે.SLA નો ઉપયોગ કરીને તેઓ થોડા દિવસોમાં તેમના પ્રોજેક્ટના બહુવિધ સંસ્કરણો ઝડપથી બનાવી શકે છે અને ઝડપથી પરીક્ષણ શરૂ કરી શકે છે.રેપિડ પ્રોટોટાઇપ ડિઝાઇનર્સ/ડેવલપર્સને પ્રોટોટાઇપમાં ઘણો સમય અને નાણાં મૂકતા પહેલા તૈયાર ઉત્પાદન કેવી રીતે બહાર આવશે તેનો સચોટ વિચાર પ્રદાન કરવાની મંજૂરી આપે છે.રેપિડ પ્રોટોટાઇપિંગ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી 3D પ્રિન્ટિંગ ઔદ્યોગિક 3D પ્રિન્ટિંગ માટે પરવાનગી આપે છે.આ સાથે, તમારી પાસે ટૂંકા ગાળામાં સ્પેરપાર્ટ્સને ઝડપથી બહાર કાઢવા માટે મોટા પાયે મોલ્ડ મળી શકે છે.

2. ઇતિહાસ
1970 ના દાયકામાં, બેલ લેબ્સમાં જોસેફ હેનરી કોન્ડોન અને અન્યોએ યુનિક્સ સર્કિટ ડિઝાઇન સિસ્ટમ (યુસીડીએસ) વિકસાવી, સંશોધન અને વિકાસના હેતુઓ માટે સર્કિટ બોર્ડ બનાવટમાં ડ્રોઇંગને મેન્યુઅલી રૂપાંતરિત કરવાના કપરા અને ભૂલ-પ્રબળ કાર્યને સ્વચાલિત કરી.

1980 ના દાયકા સુધીમાં, યુએસ નીતિ નિર્માતાઓ અને ઔદ્યોગિક સંચાલકોને એ નોંધ લેવાની ફરજ પડી હતી કે મશીન ટૂલ મેન્યુફેક્ચરિંગના ક્ષેત્રમાં અમેરિકાનું પ્રભુત્વ બાષ્પીભવન થયું હતું, જેને મશીન ટૂલ કટોકટી નામ આપવામાં આવ્યું હતું.યુ.એસ.માં શરૂ થયેલા પરંપરાગત CNC CAM વિસ્તારમાં આ વલણોનો સામનો કરવા માટે અસંખ્ય પ્રોજેક્ટ્સનો પ્રયાસ કરવામાં આવ્યો હતો.પાછળથી જ્યારે રેપિડ પ્રોટોટાઈપિંગ સિસ્ટમ્સનું વ્યાપારીકરણ કરવા માટે પ્રયોગશાળાઓમાંથી બહાર નીકળી, ત્યારે તે ઓળખવામાં આવ્યું કે વિકાસ પહેલેથી જ આંતરરાષ્ટ્રીય છે અને યુએસ રેપિડ પ્રોટોટાઈપિંગ કંપનીઓને લીડને દૂર જવા દેવાની વૈભવી નથી.નેશનલ સાયન્સ ફાઉન્ડેશન નેશનલ એરોનોટિક્સ એન્ડ સ્પેસ એડમિનિસ્ટ્રેશન (NASA), યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ એનર્જી, યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ કોમર્સ NIST, યુએસ ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ ડિફેન્સ, ડિફેન્સ એડવાન્સ્ડ રિસર્ચ પ્રોજેક્ટ્સ એજન્સી (DARPA) અને ઓફિસ ઑફિસ માટે એક છત્ર હતું. નેવલ રિસર્ચ વ્યૂહાત્મક આયોજકોને તેમના વિચાર-વિમર્શમાં જાણ કરવા અભ્યાસનું સંકલન કરે છે.આવો જ એક અહેવાલ યુરોપમાં 1997નો રેપિડ પ્રોટોટાઇપિંગ અને જાપાન પેનલ રિપોર્ટ હતો જેમાં ડીટીએમ કોર્પોરેશનના સ્થાપક જોસેફ જે. બીમન ઐતિહાસિક પરિપ્રેક્ષ્ય પ્રદાન કરે છે:

ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ ટેક્નોલોજીના મૂળને ટોપોગ્રાફી અને ફોટોસ્કલ્પચરની પ્રેક્ટિસમાં શોધી શકાય છે.ટોપોગ્રાફી બ્લેન્થર (1892) ની અંદર ઉભા થયેલા રાહત કાગળના ટોપોગ્રાફિકલ નકશા માટે ઘાટ બનાવવા માટે એક સ્તરવાળી પદ્ધતિ સૂચવી .આ પ્રક્રિયામાં પ્લેટોની શ્રેણી પર સમોચ્ચ રેખાઓ કાપવાનો સમાવેશ થતો હતો જે પછી સ્ટેક કરવામાં આવી હતી.મિત્સુબિશીના માત્સુબારા (1974) એ કાસ્ટિંગ મોલ્ડ બનાવવા માટે સ્ટેક કરેલા પાતળા સ્તરો બનાવવા માટે ફોટો-સખ્ત ફોટોપોલિમર રેઝિન સાથે ટોપોગ્રાફિકલ પ્રક્રિયાનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો.PHOTOSCULPTURE એ ઑબ્જેક્ટ્સની ચોક્કસ ત્રિ-પરિમાણીય પ્રતિકૃતિઓ બનાવવા માટે 19મી સદીની તકનીક હતી.સૌથી પ્રસિદ્ધ ફ્રેન્કોઈસ વિલેમ (1860) એ ગોળ એરેમાં 24 કેમેરા મૂક્યા અને એક સાથે એક વસ્તુનો ફોટોગ્રાફ કર્યો.ત્યારબાદ દરેક ફોટોગ્રાફના સિલુએટનો ઉપયોગ પ્રતિકૃતિ કોતરવા માટે કરવામાં આવતો હતો.મોરિયોકા (1935, 1944) એ ઑબ્જેક્ટની કૉન્ટૂર રેખાઓ ફોટોગ્રાફિક રીતે બનાવવા માટે સંરચિત પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને હાઇબ્રિડ ફોટો શિલ્પ અને ટોપોગ્રાફિક પ્રક્રિયા વિકસાવી.પછી લીટીઓને શીટ્સમાં વિકસાવી શકાય છે અને કાપીને સ્ટેક કરી શકાય છે, અથવા કોતરણી માટે સ્ટોક સામગ્રી પર પ્રોજેક્ટ કરી શકાય છે.મુન્ઝ (1956) પ્રક્રિયાએ પસંદીદા રીતે એક્સપોઝ કરીને, લેયર બાય લેયર, લોઅરિંગ પિસ્ટન પર ફોટો ઇમલ્સન કરીને ઑબ્જેક્ટની ત્રિ-પરિમાણીય છબીનું પુનઃઉત્પાદન કર્યું.ફિક્સ કર્યા પછી, ઘન પારદર્શક સિલિન્ડરમાં ઑબ્જેક્ટની છબી હોય છે.

- જોસેફ જે. બીમન
“ધ ઓરિજિન્સ ઓફ રેપિડ પ્રોટોટાઇપિંગ – RP સતત વિકસતા CAD ઉદ્યોગમાંથી ઉદ્દભવે છે, ખાસ કરીને, CAD ની નક્કર મોડેલિંગ બાજુ.1980 ના અંતમાં નક્કર મોડેલિંગ રજૂ કરવામાં આવ્યું તે પહેલાં, વાયર ફ્રેમ્સ અને સપાટીઓ સાથે ત્રિ-પરિમાણીય મોડલ બનાવવામાં આવ્યા હતા.પરંતુ જ્યાં સુધી સાચા નક્કર મોડેલિંગનો વિકાસ ન થાય ત્યાં સુધી આરપી જેવી નવીન પ્રક્રિયાઓ વિકસિત ન થઈ શકે.ચાર્લ્સ હલ, જેમણે 1986 માં 3D સિસ્ટમ્સ શોધવામાં મદદ કરી, તેણે પ્રથમ RP પ્રક્રિયા વિકસાવી.આ પ્રક્રિયા, જેને સ્ટીરીઓલિથોગ્રાફી કહેવાય છે, ઓછા-પાવર લેસર વડે ચોક્કસ અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ-સંવેદનશીલ પ્રવાહી રેઝિનના પાતળા સળંગ સ્તરોને ક્યોર કરીને વસ્તુઓનું નિર્માણ કરે છે.RP ની રજૂઆત સાથે, CAD સોલિડ મોડલ્સ અચાનક જીવંત થઈ શકે છે”.

સોલિડ ફ્રીફોર્મ ફેબ્રિકેશન તરીકે ઓળખાતી ટેક્નોલોજીઓને આજે આપણે ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ, 3D પ્રિન્ટિંગ અથવા એડિટિવ મેન્યુફેક્ચરિંગ તરીકે ઓળખીએ છીએ: સ્વેન્સન (1977), શ્ર્વ્ઝેલ (1984) એ બે કમ્પ્યુટર નિયંત્રિત લેસર બીમના આંતરછેદ પર ફોટોસેન્સિટિવ પોલિમરના પોલિમરાઇઝેશન પર કામ કર્યું હતું.સિરાઉડ (1972) સિન્ટર્ડ સપાટી ક્લેડીંગ માટે ઇલેક્ટ્રોન બીમ, લેસર અથવા પ્લાઝ્મા સાથે મેગ્નેટોસ્ટેટિક અથવા ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ડિપોઝિશનને ધ્યાનમાં લે છે.આ બધા પ્રસ્તાવિત હતા પરંતુ કાર્યકારી મશીનો બનાવવામાં આવ્યા હતા કે કેમ તે અજ્ઞાત છે.નાગોયા મ્યુનિસિપલ ઇન્ડસ્ટ્રિયલ રિસર્ચ ઇન્સ્ટિટ્યૂટના હિડિયો કોડામા ફોટોપોલિમર રેપિડ પ્રોટોટાઇપિંગ સિસ્ટમ (1981) નો ઉપયોગ કરીને બનાવટી ઘન મોડેલનું એકાઉન્ટ પ્રકાશિત કરનાર પ્રથમ વ્યક્તિ હતા.ફ્યુઝ્ડ ડિપોઝિશન મોડલિંગ (FDM) પર આધાર રાખતી પ્રથમ 3D રેપિડ પ્રોટોટાઇપિંગ સિસ્ટમ એપ્રિલ 1992માં સ્ટ્રેટેસીસ દ્વારા બનાવવામાં આવી હતી પરંતુ 9 જૂન, 1992 સુધી પેટન્ટ જારી કરવામાં આવી ન હતી. સેન્ડર્સ પ્રોટોટાઇપ, Inc એ પ્રથમ ડેસ્કટોપ ઇંકજેટ 3D પ્રિન્ટર (3DP) નો ઉપયોગ કરીને રજૂ કર્યું હતું. ઓગસ્ટ 4,1992 (હેલિન્સ્કી), 1993ના અંતમાં મોડલમેકર 6પ્રો અને પછી 1997માં મોટા ઔદ્યોગિક 3D પ્રિન્ટર, મોડલમેકર 2 થી શોધ. ડાયરેક્ટ શેલ કાસ્ટિંગ (DSP) માટે MIT 3DP પાવડર બાઈન્ડિંગનો ઉપયોગ કરીને Z-Corp 1993 માં રજૂ કરવામાં આવી હતી. 1995 માં બજાર. તે પ્રારંભિક તારીખે પણ તકનીકને ઉત્પાદન પ્રેક્ટિસમાં સ્થાન ધરાવતી તરીકે જોવામાં આવતું હતું.ડિઝાઇન વેરિફિકેશન, મોલ્ડ મેકિંગ, પ્રોડક્શન જિગ્સ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં નીચા રિઝોલ્યુશન, ઓછી તાકાત આઉટપુટનું મૂલ્ય હતું.આઉટપુટ ઉચ્ચ સ્પષ્ટીકરણ ઉપયોગો તરફ સતત આગળ વધ્યા છે.સેન્ડર્સ પ્રોટોટાઇપ, ઇન્ક. (સોલિડસ્કેપ) એ ડ્રોપ-ઓન-ડિમાન્ડ (ડીઓડી) ઇંકજેટ સિંગલ નોઝલ ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરીને CAD મોડલ્સના બલિદાન થર્મોપ્લાસ ટિક પેટર્ન બનાવવા માટે મોડલમેકર 6પ્રો સાથે રેપિડ પ્રોટોટાઇપિંગ 3D પ્રિન્ટિંગ ઉત્પાદક તરીકે શરૂઆત કરી હતી.

ઝડપ અને મોટા પાયે ઉત્પાદન કાર્યક્રમોનો સામનો કરવાની ક્ષમતાને સુધારવા માટે, નવીનતાઓની સતત શોધ કરવામાં આવી રહી છે.નાટકીય વિકાસ જે આરપી સંબંધિત CNC વિસ્તારો સાથે શેર કરે છે તે ઉચ્ચ સ્તરીય એપ્લિકેશન્સનું ફ્રીવેર ઓપન સોર્સિંગ છે જે સમગ્ર CAD-CAM ટૂલચેન બનાવે છે.આનાથી ઓછા રિઝોલ્યુશનવાળા ઉપકરણ ઉત્પાદકોનો સમુદાય બનાવવામાં આવ્યો છે.શોખીનોએ લેસર-ઇફેક્ટેડ ડિવાઈસ ડિઝાઈનમાં પણ વધુ માંગ કરી છે

1993 માં પ્રકાશિત આરપી પ્રક્રિયાઓ અથવા ફેબ્રિકેશન ટેક્નોલોજીની સૌથી જૂની સૂચિ માર્શલ બર્ન્સ દ્વારા લખવામાં આવી હતી અને દરેક પ્રક્રિયાને ખૂબ જ સારી રીતે સમજાવે છે.તે કેટલીક ટેક્નોલોજીઓને પણ નામ આપે છે જે નીચેની સૂચિ પરના નામોના પુરોગામી હતા.ઉદાહરણ તરીકે: વિઝ્યુઅલ ઇમ્પેક્ટ કોર્પોરેશને માત્ર મીણ જમા કરાવવા માટે પ્રોટોટાઇપ પ્રિન્ટરનું ઉત્પાદન કર્યું હતું અને પછી તેના બદલે પેટન્ટ સેન્ડર્સ પ્રોટોટાઇપ, ઇન્કને લાઇસન્સ આપ્યું હતું.BPM એ સમાન ઇંકજેટ્સ અને સામગ્રીનો ઉપયોગ કર્યો.