FDM 3D پرنٹنگ: ہر وہ چیز جو آپ کو جاننے کی ضرورت ہے۔

FDM 3D پرنٹنگ کے بنیادی اصولوں کے بارے میں جاننے میں دلچسپی ہے؟ یہ مضمون FDM ٹیکنالوجی کے بنیادی اصولوں کو دریافت کرتا ہے اور بتاتا ہے کہ یہ تیز رفتار پروٹو ٹائپنگ کے لیے ایک قابل عمل اور سرمایہ کاری مؤثر اختیار کیوں ہے۔ 3D پرنٹنگ کے اختیارات کو دیکھتے وقت باخبر فیصلہ کرنے کے لیے تازہ ترین 3-جہتی پرنٹنگ ٹیکنالوجی کے بارے میں بصیرت حاصل کرنے کے لیے پڑھتے رہیں۔

کی میز کے مندرجات
بڑھتی ہوئی FDM 3D پرنٹنگ مارکیٹ
FDM 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کی ایک جامع تفہیم
FDM 3D پرنٹنگ کے طریقے کے فوائد اور نقصانات
ایف ڈی ایم تھری ڈی پرنٹنگ کی ایپلی کیشنز

بڑھتی ہوئی FDM 3D پرنٹنگ مارکیٹ

عالمی 3D پرنٹنگ مارکیٹ کی قیمت US$ تھی۔13.84 2021 میں بلین اور 20.8 اور 2020 کے درمیان 2030% کی کمپاؤنڈ سالانہ شرح نمو (CAGR) سے بڑھنے کا امکان ہے۔ 3D پرنٹنگ میں R&D میں نمایاں سرمایہ کاری اور آٹوموٹو، صحت کی دیکھ بھال اور دفاعی صنعتوں میں پروٹو ٹائپنگ ایپلی کیشنز کی بڑھتی ہوئی مانگ کی وجہ سے مارکیٹ میں اضافہ ہوا ہے۔

FDM 3D پرنٹنگ نے حالیہ برسوں میں مقبولیت میں اضافہ کیا ہے کیونکہ اس کی کم قیمت پر اعلی کارکردگی، کاروبار کو ان کے ٹولنگ کے عمل میں 50% تک کی بچت ہے۔ دیگر فوائد میں تیز رفتار پروٹو ٹائپنگ، آن ڈیمانڈ پرنٹنگ، ڈیزائن لچک، کم سے کم فضلہ وغیرہ شامل ہیں۔

کے بنیادی اصولوں کے بارے میں جاننے کے لیے پڑھنا جاری رکھیں FDM 3D ٹیکنالوجی، اس کی خصوصیات، اور پرنٹنگ کے دیگر طریقوں پر اس کے فوائد۔

FDM 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کی ایک جامع تفہیم

3D پرنٹنگ کے لیے FDM ٹیکنالوجی کیا ہے؟

فیوزڈ ڈیپوزیشن ماڈلنگ (FDM) ایک اضافی مینوفیکچرنگ تکنیک ہے جس میں نوزل ​​کے ذریعے مواد کو نکالنا اور انہیں تین جہتی اشیاء تیار کرنے کے لیے فیوز کرنا شامل ہے۔ کنکریٹ اور فوڈ تھری ڈی پرنٹنگ کے مقابلے میں، معیاری FDM عمل دیگر مادی اخراج تکنیکوں سے مختلف ہے۔ یہ تھرمو پلاسٹک کو فیڈ اسٹاک مواد کے طور پر استعمال کرتا ہے، عام طور پر فلیمینٹس یا چھروں کی شکل میں۔

عام طور پر، ایک FDM 3D پرنٹر پولیمر پر مبنی تنت کو گرم نوزل ​​کے ذریعے دھکیل کر مواد کو پگھلاتا ہے۔ اس کے بعد مواد کو تعمیراتی پلیٹ فارم پر 2D تہوں میں جمع کیا جاتا ہے۔ یہ پرتیں بالآخر 3D حصوں کی تشکیل کے لیے فیوز ہو جاتی ہیں۔

مجموعی طور پر، ایک FDM پرنٹر 3D پرنٹنگ کا تیز ترین طریقہ ہے اور قابل رسائی اور موثر ہے۔ یہ پرنٹرز 3D پرنٹنگ مارکیٹ پر حاوی ہیں کیونکہ وہ رال 3D پرنٹرز کے مقابلے میں استعمال کرنے میں آسان اور پاؤڈر پر مبنی ہم منصبوں جیسے SLS سے کم مہنگے ہیں۔ 

ایف ڈی ایم ٹیکنالوجی کب متعارف کرائی گئی؟

اگرچہ FDM اس وقت سب سے زیادہ استعمال ہونے والی 3D پرنٹنگ تکنیک ہے، لیکن یہ تخلیق ہونے والی پہلی 3D تکنیک نہیں تھی۔ سٹیریو لیتھوگرافی (SLA) اور سلیکٹیو لیزر sintering (SLS) کے پیٹنٹ کے دائر ہونے کے چند سال بعد، سکاٹ کرمپ نے 1989 میں پہلا FDM پیٹنٹ جمع کرایا۔

ایف ڈی ایم ٹیکنالوجی صرف غیر تجارتی صارفین میں مقبول تھی، جیسے کہ یونیورسٹی آف باتھ کے ماہرین تعلیم، جو بنیادی طور پر خود کو نقل کرنے والے آلات بنانے میں دلچسپی رکھتے تھے۔ تاہم، FDM پیٹنٹ کی میعاد 2009 میں ختم ہو گئی، اور جن افراد نے اس ٹیکنالوجی کو آگے بڑھایا، انہوں نے 3D کو تجارتی بنانے کے لیے MakerBot Industries کی بنیاد رکھی۔ پرنٹرز.

FDM 3D پرنٹنگ کیسے کام کرتی ہے؟

An FDM 3D پرنٹر پگھلے ہوئے فلیمینٹ مواد کو بلٹ پلیٹ فارم پرت پر تہہ در تہہ جمع کر کے اشیاء تخلیق کرتا ہے جب تک کہ آپ کے پاس مکمل حصہ نہ ہو۔ وہ جسمانی طول و عرض حاصل کرنے کے لیے مشین پر اپ لوڈ کردہ ڈیجیٹل ڈیزائن فائلوں کا استعمال کرتے ہیں۔ یہ پرنٹرز پولیمر جیسے PLA، ABS، PEI، اور PETG استعمال کرتے ہیں، جو گرم نوزل ​​کے ذریعے دھاگوں کے طور پر منتقل ہوتے ہیں۔

پرنٹر کو شروع کرنے کے لیے تھرمو پلاسٹک فلیمینٹ کا ایک سپول پرنٹر میں لوڈ کیا جاتا ہے۔ ایک بار جب نوزل ​​مطلوبہ درجہ حرارت حاصل کر لیتا ہے، تنت ایک اخراج کے سر اور نوزل ​​سے گزر جاتی ہے۔ 

یہ اخراج سر تین محور والے نظام سے منسلک ہے اور X، Y، اور Z محور کے ساتھ ساتھ حرکت کر سکتا ہے۔ اس کے بعد مشین پگھلے ہوئے مواد کو پتلے اسٹینڈز میں نکالتی ہے، پہلے سے طے شدہ ڈیزائن میں تہہ در تہہ جمع ہوتی ہے۔ آخر کار، مواد ٹھنڈا اور مضبوط ہو جاتا ہے۔ 

ایک پراجیکٹ کو مکمل کرنے میں کئی پاس لگتے ہیں۔ بلڈ پلیٹ فارم نیچے آتا ہے، اور پرنٹر پچھلی پرت کو ختم کرنے کے بعد اگلی پرت پر کام کرنا شروع کر دیتا ہے۔ کچھ مشینوں میں، ٹکڑا مکمل ہونے تک اخراج کا سر اوپر اور نیچے چلتا ہے۔

FDM 3D پرنٹنگ کی خصوصیات کیا ہیں؟

اگرچہ FDM 3D پرنٹرز برانڈ اور ماڈل کے لحاظ سے حصے کے معیار اور ان کے اخراج کے نظام کے لحاظ سے مختلف ہیں، کچھ خصوصیات ہر FDM پرنٹر میں یکساں ہوتی ہیں۔ 

1. رفتار اور درجہ حرارت کی تعمیر

تقریباً تمام FDM سسٹمز صارفین کو ضرورت کے مطابق درجہ حرارت، تعمیر کی رفتار، کولنگ پنکھے کی رفتار اور پرت کی اونچائی کو تبدیل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ یہ عام طور پر پرنٹنگ سروس فراہم کنندہ کے ذریعہ طے کیے جاتے ہیں اور مواد کے لحاظ سے مختلف ہوتے ہیں۔

2. حجم بنائیں

حجم کی تعمیر سے مراد اس حصے کا سائز ہے جسے پرنٹر بنا سکتا ہے۔ ایک DIY 3D پرنٹر میں عام طور پر 200 x 200 ملی میٹر کا حجم ہوتا ہے، جب کہ صنعتی مشین کا حجم 1000 x 1000 x 1000 ملی میٹر ہو سکتا ہے۔ صارفین کو خریداری کرنے سے پہلے پرنٹر کی تعمیر کے حجم اور ان کے تجویز کردہ ڈیزائن پر غور کرنا چاہیے۔ تاہم، بڑے ماڈلز کو چھوٹے ٹکڑوں میں بھی پرنٹ کیا جا سکتا ہے۔ 

3. پرت آسنجن

FDM پرنٹنگ میں، کسی حصے کی جمع تہوں کے درمیان سخت چپکنا ضروری ہے۔ پہلے چھپی ہوئی پرت کو پگھلے ہوئے تھرمو پلاسٹک سے ملایا جاتا ہے جسے پرنٹر نوزل ​​کے ذریعے باہر نکالتا ہے۔ یہ پرت زیادہ دباؤ اور درجہ حرارت میں پگھل جاتی ہے، جس سے یہ پہلے کی پرت کے ساتھ جڑ جاتی ہے۔

مزید برآں، پگھلے ہوئے مادے کی شکل انڈاکار میں بدل جاتی ہے کیونکہ یہ پہلے سے چھپی ہوئی پرت کے خلاف دباتا ہے۔ اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا ہے کہ کس پرت کی اونچائی کا استعمال کیا گیا ہے، FDM حصوں میں ہمیشہ لہراتی سطح ہوتی ہے، اور چھوٹی خصوصیات جیسے دھاگوں یا چھوٹے سوراخوں کو پوسٹ پروسیسنگ کی ضرورت ہو سکتی ہے۔

4. پرت کی اونچائی

ایف ڈی ایم مشین میں، پرت کی اونچائی 0.02 ملی میٹر اور 0.4 ملی میٹر کے درمیان ہو سکتی ہے۔ ہموار پرزے تیار کیے جاتے ہیں، اور مڑے ہوئے جیومیٹرکس کو نچلی پرت کی اونچائیوں کے ساتھ درست طریقے سے پکڑا جاتا ہے۔ دوسری طرف، اعلی پرت کی اونچائی والے حصوں کی پرنٹنگ تیز اور کم مہنگی ہے۔ 0.2 ملی میٹر کی تہہ کی اونچائی عام طور پر وقت، قیمت اور معیار کے درمیان ایک اچھا توازن ہے۔

5. انفل اور شیل کی موٹائی

FDM پرنٹرز عام طور پر پرنٹ کے وقت اور فضلہ کے مواد کو تیز کرنے کے لیے ٹھوس حصے نہیں بناتے ہیں۔ اس کے بجائے، پرنٹر اندرونی، کم کثافت والے ڈھانچے کے ساتھ اندرونی حصے کو بھرنے سے پہلے کئی بار شیل کے بیرونی دائرے کا پتہ لگاتا ہے، جسے انفل کہا جاتا ہے۔

طباعت شدہ حصوں کی طاقت کا تعین انفل اور شیل کی موٹائی سے ہوتا ہے۔ زیادہ تر ڈیسک ٹاپ FDM پرنٹرز کی ڈیفالٹ انفل کثافت 20% اور شیل کی موٹائی 1 ملی میٹر ہوتی ہے۔ اس کے نتیجے میں فوری پرنٹس کے لیے طاقت اور رفتار کا کامل توازن ہوتا ہے۔

6. وارپنگ

وارپنگ سب سے زیادہ مروجہ FDM خامیوں میں سے ایک ہے- جب نکالا ہوا مواد مضبوط ہوتا ہے، تو یہ سائز میں سکڑ جاتا ہے۔ مزید برآں، طباعت شدہ حصے کے مختلف حصے مختلف شرحوں پر ٹھنڈے ہوتے ہیں، اور ان کے طول و عرض بھی مختلف رفتار سے تبدیل ہوتے ہیں۔ اس تفریق ٹھنڈک کی وجہ سے داخلی تناؤ پیدا ہونے کی وجہ سے، بنیادی تہہ اوپر کی طرف بڑھ جاتی ہے اور وارپس ہوتی ہے۔

تاہم، وارپنگ کو روکنے کے لیے مختلف طریقے موجود ہیں۔ ایک نقطہ نظر یہ ہے کہ نظام کے درجہ حرارت کو قریب سے مانیٹر کیا جائے، خاص طور پر تعمیراتی پلیٹ فارم اور چیمبر۔ دوسرا مرحلہ بلڈ پلیٹ فارم اور حصے کے درمیان آسنجن کو بہتر بنانا ہے۔

FDM 3D پرنٹنگ کے طریقے کے فوائد اور نقصانات

فوائد

کارکردگی

• رال 3D پرنٹرز جیسے دیگر طریقوں کے برعکس، FDM پرنٹرز کسی بھی سائز میں آسانی سے پیمانہ کیا جا سکتا ہے، صرف پابندی ہر گینٹری کی نقل و حرکت ہے۔ 
• پرنٹنگ مواد کے بارے میں، FDM فلیمینٹس سستی ہیں، خاص طور پر دیگر طریقوں، جیسے SLS اور رال پرنٹنگ کے لیے درکار مواد کے مقابلے۔
• اپنے حریفوں کے مقابلے میں، FDM پرنٹرز زیادہ لچکدار ہیں۔ صرف چند اصلاحات اور ترمیم کے ساتھ، وہ تھرمو پلاسٹک مواد کی ایک وسیع رینج پرنٹ کر سکتے ہیں، جو دوسرے طریقوں سے ممکن نہیں ہے جہاں مواد کو رال یا باریک پاؤڈر ہونا چاہیے۔

پرنٹ معیار

• FDM پرنٹر لچکدار ہے اور مختلف FDM مواد کو ایڈجسٹ کر سکتا ہے۔ یہ صرف تنت کی قسم کو تبدیل کرکے مختلف خصوصیات اور ظاہری شکلوں کے ساتھ حصے بنا سکتا ہے۔
• پرنٹ کوالٹی نہ صرف ظاہری شکل بلکہ اس کی مکینیکل کارکردگی سے بھی مراد ہے۔ نازک رال 3D پرنٹس کے مقابلے میں، FDM ٹھوس اور پائیدار حصے تیار کرتا ہے۔
• FDM پرنٹرز اس لحاظ سے بھی ورسٹائل ہیں کہ پرنٹ کے معیار کو رفتار اور مہارت کے لیے قربان کیا جا سکتا ہے، جو انہیں جمالیاتی طور پر خوش کن اور فعال دونوں حصوں کو بنانے کے لیے ایک مثالی ٹول بناتا ہے۔

خامیاں

• FDM 3D پرنٹنگ چھوٹے سائز کے پرزہ جات کی تیاری کے لیے بہترین موزوں ہے، لیکن تیار شدہ مصنوعات کی سطحیں کھردری ہونے کا امکان ہوتا ہے اور اسے ہموار تکمیل کے لیے پوسٹ پروسیسنگ کی ضرورت ہوتی ہے۔
• چونکہ FDM پرنٹرز فلیمینٹس کی تہہ کو تہہ در تہہ رکھتے ہیں، اس لیے وہ ٹوٹ پھوٹ کا شکار ہوتے ہیں، جس کی وجہ سے پرنٹس انیسوٹروپک ہوتے ہیں۔
• FDM پرنٹنگ کے لیے سپورٹ ڈھانچے کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے، جس سے اخراجات بڑھ سکتے ہیں۔

ایف ڈی ایم تھری ڈی پرنٹنگ کی ایپلی کیشنز

آرکیٹیکچرل ماڈلنگ: 3D پرنٹرز کو آرکیٹیکچرل ماڈل بنانے کے لیے بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ یہ روایتی طریقوں سے تیز اور نسبتاً سستے ہوتے ہیں۔ فلیمینٹ کا ایک رول تین سے چار ماڈل بنا سکتا ہے، لاگت کو بچاتا ہے۔ 

آٹوموٹو مینوفیکچرنگ۔: 3D پرنٹنگ عام طور پر کار کی اندرونی ساخت کو ڈیزائن کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ صارف 3D سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے آٹوموبائل مینوفیکچرنگ کے لیے درست پیمائش کر سکتے ہیں۔

سرجیکل ماڈلز: FDM 3D ٹیکنالوجی نے ڈاکٹروں کو ایسے اعضاء فراہم کرکے سرجریوں کی بہتر منصوبہ بندی کرنے کے قابل بنایا ہے جو مریض کی نقل ہیں۔ ان کا ایک عین مطابق ڈھانچہ ہے، انہیں ٹھوس یا کھوکھلا بنایا جا سکتا ہے، اور گھنٹوں میں پرنٹ کیا جا سکتا ہے۔