जर्नल ऑफ़ नैनोमटेरियल्स एंड मॉलिक्यूलर नैनोटेक्नोलॉजी

3डी हाउस प्रिंटर का डिजाइन और विकास

इदरीस अल इस्माइली

हाउस प्रिंटर इनोवेशन सबसे महत्वपूर्ण तकनीकों में से एक है जो मानवता को कम से कम लागत और कम समय में एक सम्मानजनक किफायती घर प्राप्त करने में दर्शाए गए अनगिनत लाभ प्रदान करेगी। घर बनाने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले पारंपरिक तरीके अक्षम हैं, यह परियोजना हमारे देश ओमान के लिए बहुत महत्वपूर्ण है जहाँ निर्माण उद्योग कई समस्याओं से ग्रस्त है चाहे वह खराब उत्पादकता स्तर हो या अन्य प्रमुख चिंताओं के अलावा कुशल श्रमिकों की कमी हो। इस परियोजना का उद्देश्य एक प्रोटोटाइप विकसित करके घर की छपाई के विचार को प्रदर्शित करना है जिसका उपयोग एक छोटे पैमाने के घर के समान बुनियादी संरचना बनाने के लिए परत दर परत कंक्रीट को प्रिंट करने के लिए किया जा सकता है। समूह प्रोटोटाइप के विस्तृत डिजाइन के साथ आया है जिसे लागू किया जाएगा और तकनीक का प्रदर्शन करने के लिए उपयोग किया जाएगा। 3D प्रिंटिंग तकनीक (FDM) एक ठोस सामग्री का उपयोग करके 3D प्रिंटिंग विभिन्न तरीकों से की जा सकती है। एक अक्सर इस्तेमाल की जाने वाली विधि फ़्यूज़्ड डिपोजिशन मॉडलिंग (FDM) है। संबंधित सामग्री को एक एक्सट्रूज़न हेड में निहित हीटिंग तत्व (लिक्विफ़ायर) द्वारा उसके गलनांक से ठीक ऊपर गर्म किया जाता है और एक बिल्ड प्लेटफ़ॉर्म पर परत दर परत अर्ध-तरल रूप में जमा किया जाता है। सपोर्ट मटेरियल का भी इस्तेमाल किया जा सकता है जिसमें मॉडल के ओवरहैंग और खास तौर पर पतले हिस्सों को सहारा देने के लिए एक अलग नोजल होता है, जिससे एक हटाने योग्य मटेरियल प्रिंट किया जा सकता है। पूरा होने के बाद इस सपोर्ट मटेरियल को हटा दिया जाता है, जिससे इच्छित 3D मॉडल पीछे रह जाता है (कूपर, 2001)। हाउस 3D प्रिंटर एक्सट्रूज़न तकनीक का इस्तेमाल करते हैं। कुछ मॉडल की बनावट की तुलना सुपर-साइज़्ड डेस्कटॉप FFF/FDM 3D प्रिंटर से की जा सकती है, जबकि अन्य में एक घूमने वाली मैकेनिकल आर्म होती है। पेस्ट-टाइप कंपोनेंट, जैसे कंक्रीट या मिट्टी, फिलामेंट के रूप में इस्तेमाल किए जाते हैं। परतों को बनाने के लिए एक विशेष नोजल से मटेरियल को बाहर धकेला जाता है, जिससे घर या इमारत की नींव और दीवारों को डिज़ाइन किया जाता है। फ़्यूज़्ड डिपोजिशन मॉडलिंग (FDM), या फ़्यूज़्ड फ़िलामेंट फ़ैब्रिकेशन (FFF), एक एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग प्रक्रिया है जो मटेरियल एक्सट्रूज़न परिवार से संबंधित है। FDM में, किसी वस्तु को पिघले हुए मटेरियल को पहले से तय पथ पर परत-दर-परत चुनिंदा तरीके से जमा करके बनाया जाता है। इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री थर्मोप्लास्टिक पॉलिमर होती है और फ़िलामेंट के रूप में आती है। एफडीएम सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली 3डी प्रिंटिंग तकनीक है: यह दुनिया भर में 3डी प्रिंटर के सबसे बड़े स्थापित आधार का प्रतिनिधित्व करती है और अक्सर लोगों के सामने आने वाली पहली तकनीक होती है। इस लेख में, तकनीक के बुनियादी सिद्धांत और प्रमुख पहलू प्रस्तुत किए गए हैं।