पानी से 3D प्रिंटिंग से धातु 20 गुना ज़्यादा टिकाऊ हो जाती है

स्विस वैज्ञानिकों ने एक नई 3डी प्रिंटिंग तकनीक विकसित की है, जो धातु और सिरेमिक सामग्री को 'विकसित' करने के लिए जल जेल का उपयोग करती है, जिससे पुरानी विधि की तुलना में 20 गुना अधिक टिकाऊ उत्पाद तैयार होते हैं।

प्लास्टिक या धातु पाउडर की आवश्यकता नहीं, स्विस वैज्ञानिकों ने जल जेल से धातु "विकसित" की - एक ऐसा कदम जो पूरे 3D प्रिंटिंग उद्योग को बदल सकता है - फोटो: EPEL

फेडरल पॉलिटेक्निक स्कूल ऑफ लॉज़ेन (ईपीएफएल, स्विट्जरलैंड) के वैज्ञानिकों ने 3डी प्रिंटिंग तकनीक में एक सफलता की घोषणा की है: पारंपरिक तरीके से धातु को प्रिंट करने के बजाय, उन्होंने हाइड्रोजेल - एक सामान्य जल जेल - से सामग्री "बढ़ाने" की एक विधि विकसित की है, जिससे उच्च घनत्व और यांत्रिक शक्ति वाले धातु और सिरेमिक संरचनाएं बनाई जा सकती हैं जो पिछली तकनीकों की तुलना में 20 गुना अधिक हैं।

टीम के अनुसार, फोटोपॉलीमराइज़ेशन विधि वर्तमान में केवल प्रकाश-संवेदी रेजिन के साथ ही काम करती है, जिससे इसके अनुप्रयोग सीमित हो गए हैं। 3D प्रिंटेड रेजिन को धातु या सिरेमिक में बदलने के कुछ पिछले प्रयासों में छिद्र और सिकुड़न की समस्या रही है, जिससे उत्पाद विकृत और कम टिकाऊ हो जाते हैं।

मैटेरियल्स केमिस्ट्री एंड मैन्युफैक्चरिंग लैबोरेटरी (ईपीएफएल) के प्रमुख डेरिल यी के नेतृत्व वाली टीम ने एक नया तरीका खोजा: प्लास्टिक में धातु के यौगिक को पहले से मिलाने के बजाय, उन्होंने हाइड्रोजेल का उपयोग करके एक टेम्पलेट को 3डी प्रिंट किया, फिर उसे धातु लवणों के घोल में बार-बार भिगोया। इस प्रक्रिया के दौरान, धातु आयन नैनोकणों में परिवर्तित हो गए जो पूरे जेल में समान रूप से फैल गए।

ऐसे 5-10 चक्रों के बाद, हाइड्रोजेल ढाँचे को गर्म करके हटा दिया जाता है, जिससे एक ठोस धातु या सिरेमिक वस्तु बच जाती है जो मूल प्रिंट का आकार बनाए रखती है। चूँकि धातु लवण केवल प्रिंटिंग के बाद ही मिलाए जाते हैं, इसलिए उसी हाइड्रोजेल ढाँचे का उपयोग विभिन्न प्रकार की सामग्री बनाने के लिए किया जा सकता है: लोहा, चाँदी, ताँबा से लेकर सिरेमिक या मिश्रित सामग्री तक।

श्री यी ने कहा, "हमारा काम न केवल सरल, कम लागत वाली 3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया का उपयोग करके उच्च गुणवत्ता वाली धातुओं और सिरेमिक के उत्पादन को सक्षम बनाता है, बल्कि सोचने का एक नया तरीका भी खोलता है: 3डी प्रिंटिंग के बाद सामग्री का चयन करना, पहले नहीं।"

अध्ययन में, टीम ने परीक्षण के लिए लोहे, चाँदी और तांबे से जाइरॉइड नामक जटिल ज्यामितीय संरचनाएँ तैयार कीं। परिणामों से पता चला कि ये नमूने पिछली तकनीकों से बनी सामग्रियों की तुलना में 20 गुना ज़्यादा संपीड़न झेल सकते हैं, जबकि सिकुड़न केवल लगभग 20% (पहले 60-90% की तुलना में) होती है।

यह शोध उन्नत 3D संरचनाओं के निर्माण में बेहतरीन अनुप्रयोगों का वादा करता है जो हल्के और मज़बूत दोनों हैं, और सेंसर, बायोमेडिकल उपकरणों, या ऊर्जा रूपांतरण और भंडारण प्रणालियों के उत्पादन में सहायक हो सकते हैं। इस विधि द्वारा निर्मित बड़े सतह क्षेत्र वाली धातुओं का उपयोग ऊर्जा प्रौद्योगिकी में प्रभावी उत्प्रेरक या ऊष्मा सिंक के रूप में भी किया जा सकता है।

ईपीएफएल टीम ने कहा कि वे इस प्रक्रिया को औद्योगिक उत्पादन के लिए उपयुक्त बनाने के लिए लगातार सुधार कर रहे हैं, खासकर सामग्री घनत्व बढ़ाने और प्रसंस्करण समय को कम करने के लिए। यी ने बताया, "हम पूरी प्रक्रिया को स्वचालित करने के लिए रोबोट विकसित कर रहे हैं, जिससे कुल निर्माण समय में उल्लेखनीय कमी आएगी।"

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वीएनए

स्रोत: https://tuoitre.vn/in-3d-bang-nuoc-giup-kim-loai-ben-gap-20-lan-20251019154932113.htm