വമ്പൻ മൂശകളിൽ തീപോലെ തിളയ്ക്കുന്ന ലോഹക്കൂട്ടുകൾ, തുളച്ചുകയറുന്ന ശബ്ദമുള്ള ലെയ്ത് മെഷീൻ, ഡ്രില്ലർ, ഷേയ്പർ, വെൽഡിങ് ജ്വാലയുടെ പേടിപ്പെടുത്തുന്ന തിളക്കം... വ്യാവസായികോത്പാദന മേഖലയെ കുറിച്ചോർക്കുമ്പോൾ മനസ്സിൽ വരുന്ന ഈ ദൃശ്യങ്ങളൊക്കെ പതുക്കെ മായുകയാണ്. ഉത്പാദനമേഖലയിലെ ‘ഡിസ്റപ്റ്റീവ്’ സാങ്കേതികവിദ്യയായി 3ഡി പ്രിന്റിങ് വളർന്നുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു.
കുട്ടിക്കാലത്തു പലരും തെർമോകോൾ, കാർഡ്ബോഡ് എന്നിവയൊക്കെ ഉപയോഗിച്ച് ത്രിമാനരൂപങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കും. എന്നാൽ യഥാർഥ ത്രിമാനരൂപങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കാൻ എളുപ്പമല്ല. ഇവയുടെ രൂപം, വലുപ്പം, നിലവാരം എന്നിവയൊക്കെ ഉറപ്പുവരുത്തുക ശ്രമകരമായ പണിയാണ്. ഇൻ‍ജക്‌ഷൻ മോൾഡിങ്, സബ്ട്രാക്ടീവ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾ എന്നിവയൊക്കെ ത്രിമാനരൂപങ്ങളുടെ നിർമാണത്തിനുപയോഗിക്കുന്നുണ്ടെങ്കിലും ഇവയെയെല്ലാം വെല്ലുന്ന മികവാണു 3ഡി പ്രിന്റിങ്ങിന്. ഫ്ലക്സിബിലിറ്റി, വേഗം, ഉപയോഗിക്കാനുള്ള എളുപ്പം തുടങ്ങിയ പല ഗുണങ്ങളും ഇതിനെ മാറ്റിനിർത്തുന്നു.
∙ അഡിറ്റീവ് മാനുഫാക്ചറിങ് (additive manufacturing)
3ഡി പ്രിന്റിങ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത് അഡിറ്റീവ് സാങ്കേതികവിദ്യയിലാണ്. ആദ്യം ഒരു ലെയർ നിർമിക്കും, ഇതിനു മുകളിൽ അടുത്തത്... ഇപ്രകാരം കൂട്ടിവച്ചു കൂട്ടിവച്ചാണു ത്രിമാനരൂപം നിർമിക്കുക. ഇതാണ് അഡിറ്റീവ് മാനുഫാക്ചറിങ്ങിന്റെ പ്രധാനതത്വം. എൺപതുകളുടെ തുടക്കത്തിൽ ചക്ക് ഹിൽ എന്ന സാങ്കേതികവിദഗ്ധനാണ് ഇതിന്റെ ആദ്യരൂപം നിർമിച്ചത്. സ്റ്റീരിയോ ലിതോഗ്രഫി എന്നായിരുന്നു ആദ്യപേര്. ദ്രാവകങ്ങളിൽനിന്ന് അൾട്രാവയലറ്റ് രശ്മികളുപയോഗിച്ച് ഖരരൂപങ്ങളുണ്ടാക്കുകയായിരുന്നു ഇതിന്റെ രീതി. പതിയെ ഈ മേഖല വളർന്നു. ഫ്യൂസ്ഡ് ഡിപോസിഷൻ മോ‍ഡലിങ് (fused deposition modelling FDM) എന്ന രീതിയാണ് 3ഡി പ്രിന്റിങ്ങിൽ ഇന്നു കൂടുതലായി ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
∙ FDM എങ്ങനെ?
കംപ്യൂട്ടർ എയ്ഡഡ് ഡിസൈൻ (CAD) സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ത്രിമാനരൂപം ഡിസൈൻ ചെയ്യും.
ഈ ഡിസൈനെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങളടങ്ങിയ ‘എസ്ടിഎൽ’ ഫയൽ 3ഡി പ്രിന്ററിന്റെ കംപാനിയൻ സോഫ്റ്റ്‌വെയറിലേക്ക് ലോഡ് ചെയ്യും. ഇവയെ സോഫ്റ്റ്‌വെയർ പല 2ഡി ലെയറുകളായി വിഭജിക്കും. എത്ര നേർത്തതാണോ ലെയറുകൾ, അത്ര നിലവാരമുള്ളതായിരിക്കും ത്രിമാനരൂപം. ലെയറുകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങൾ ജി–കോഡ‍് എന്ന പ്രത്യേകഫോർമാറ്റിൽ പ്രിന്ററിലേക്കു നൽകും.
∙ ഇനിയുള്ള പ്രവർത്തനങ്ങൾ പ്രിന്ററിലാണ്
അങ്ങോട്ടുമിങ്ങോട്ടും നീങ്ങുന്ന പ്രിന്റ്ഹെഡ്, ഇവയെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഗൈഡുകൾ, ഇവയുടെ പ്രവർത്തനം നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഇലക്ട്രോണിക് സംവിധാനം എന്നിവയടങ്ങിയതാണ് പ്രിന്ററുകൾ. പ്രിന്റ്ഹെഡ്ഡിൽ എക്സ്ട്രൂഡർ എന്നൊരു ഭാഗമുണ്ട്. ഇതിൽനിന്നു തെർമോപ്ലാസ്റ്റിക് ഗണത്തിലുള്ള ഉരുക്കിയ നിർമാണവസ്തു വെളിയിലേക്കുവരും. പ്രിന്റ്ഹെഡ്ഡിലെ ഒരു നോസിൽ വഴി പ്ലേറ്റിലേക്ക് ഈ വസ്തു വീഴുകയും പലപാളികൾ മേൽക്കുമേൽ കൂട്ടിച്ചേർന്ന് ത്രിമാനരൂപം ഉണ്ടായിവരികയും ചെയ്യും. ഇലക്ട്രോമെക്കാനിക്കൽ സംവിധാനമാണ് പ്രിന്റ്ഹെഡിനെ മുന്നോട്ടും പിന്നോട്ടും നീക്കുന്നത്. ഇവയിൽ സെൻസറുകളും മോട്ടോർ ഡ്രൈവറുമൊക്കെ ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇവ ഉപയോഗിച്ചാണ് ജി കോഡിൽനിന്നു കൃത്യമായ രൂപം നിർമിക്കുന്നത്.
3ഡി പ്രിന്റിങ്ങിന് ഉപയോഗിക്കുന്ന ചില വസ്തുക്കളാണ് അസെറ്റോനൈട്രൈൽ ബ്യൂട്ടാഡൈൻ സ്റ്റൈറിൻ (ABS), പോളിലാക്റ്റിക് ആസിഡ് (PLA), തെർമോപ്ലാസ്റ്റിക് പോളിയൂറഥേൻ (TPE/TPU), ഹൈ ഇംപാക്ട് പോളിസ്റ്റൈറിൻ (HIPS), നൈലോൺ, കാർബൺ ഫൈബർ, പോളികാർബണേറ്റ്, പോളിവിനൈൽ അസറ്റേറ്റ് (PVA) എന്നിവ.
∙ ത്രിഡി പ്രിന്റിങിന്റെ ഭാവി
ഭാവിയിലെ ഉത്പാദന മേഖലയിൽ ത്രീഡി പ്രിന്റിങ്ങിനു ശക്തമായ സ്വാധീനമുണ്ടാകും. ഒന്നാമത്തെ കാര്യം മാറ്റങ്ങൾ വരുത്താനുള്ള എളുപ്പമാണ്. സാധാരണരീതിയിൽ ഒരു ഉത്പന്നം നിർമിച്ച് അതിൽ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുന്നത് ഒരുപാട് ശ്രമകരമായ ജോലിയാണ്. ഉദാഹരണത്തിന് ഒരു മൂശ നമുക്ക് സങ്കൽപിക്കാം. എന്നാൽ ത്രീഡി പ്രിന്റിങ്ങിൽ ജികോഡിൽ മാറ്റം വരുത്തുകയേ വേണ്ടൂ. മെഷീനിങ് ജോലികൾക്കു ചെലവാകുന്ന തുകയിൽ വലിയ ലാഭം ഇതുമൂലം ലഭിക്കും. ക്രൗഡ്ഫണ്ടിങ് സൈറ്റുകളിലൂടെ തങ്ങളുടെ ഉത്പന്നങ്ങൾ വിൽക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്ന ചെറുകിട സംരംഭകർക്കും ഇതു വലിയ ഉപകാരമായിരിക്കും.
സാധാരണ ഉത്പാദനത്തിൽ മെഷീനിങ്, മില്ലിങ് തുടങ്ങിയ പ്രക്രിയകളിൽ വലിയ രീതിയിൽ നിർമാണവസ്തു നഷ്ടപ്പെടും. എന്നാൽ ത്രീഡി പ്രിന്റിങ്ങിൽ ഇപ്രകാരം നഷ്ടമുണ്ടാകില്ല. ഭാവനാപൂർണമായ ഡിസൈൻ, കൃത്യത തുടങ്ങിയവ ഇത് ഉറപ്പുനൽകും.
∙ എവിടെയൊക്കെ ഉപയോഗിക്കാം?
മനുഷ്യന്റെ അടിസ്ഥാന ആവശ്യങ്ങളായ ഭക്ഷണത്തിൽ തുടങ്ങുന്നു ഇതിന്റെ ഉപയോഗം. മറ്റുവസ്തുക്കൾ നിർമിക്കുന്നതു പോലെ ഭക്ഷണവും 3ഡി പ്രിന്റ് ചെയ്യാം. ഉദാഹരണമായി ഒരു കേക്ക് വേണമെന്നിരിക്കട്ടെ, ഇതിന്റെ ചേരുവകൾ 3 ഡി പ്രിന്ററിലേക്ക് ലോഡ് ചെയ്തു കൊടുത്താൽ മതി– ഔട്ട്പുട്ടായി ഉഗ്രൻ കേക്ക് തയാർ.
വലിയ ബിൽഡിങ്ങുകൾ 3ഡി പ്രിന്റ് ചെയ്തെടുക്കാൻ സാധിക്കും. ഈയടുത്ത് ദുബായിൽ പൂർണമായി ത്രീഡി പ്രിന്റിങ്ങിൽ നിർമിച്ച ഒരു ഓഫിസ് കെട്ടിടം ഉദ്ഘാടനം ചെയ്തതു വാർത്തയായിരുന്നു.
ആരോഗ്യമേഖലയിൽ വലിയ മാറ്റങ്ങൾക്കു സാങ്കേതികവിദ്യ വഴിയൊരുക്കും. അവയവദാനം ഇന്നത്തെ വലിയ ഒരു പ്രശ്നമാണ്. ജീവകോശങ്ങളിൽനിന്ന് അവയവങ്ങൾ നിർമിക്കാനുള്ള ടിഷ്യു എൻജിനീയറിങ് വളരെ പ്രചാരമുള്ള മേഖലയാണ്. ഇതിലും ത്രീഡി പ്രിന്റിങ് സഹായകമാകും. ഇത്തരം കോശങ്ങളെ 3ഡി കണ്ടെയ്ൻമെന്റിൽ വളർത്തി അവയെ നമുക്ക് വേണ്ട അവയവങ്ങളാക്കി വളർത്താൻ സാധിക്കുമെന്നായാൽ അപകടത്തിലും യുദ്ധങ്ങളിലുമൊക്കെ അവയവനഷ്ടം സംഭവിക്കുന്നവർക്ക് വലിയ ഉപകാരമാകും.
ഇംപ്ലാന്റുകൾ, ഡെഞ്ചറുകൾ, ക്രൗൺ, ബ്രിജ് തുടങ്ങിയ കൃത്രിമപ്പല്ലുകൾക്ക് ഇന്നു വലിയ ചെലവാണ്. ഇവ ചെലവുകുറഞ്ഞ രീതിയിൽ നിർമിക്കാൻ 3ഡി പ്രിന്റിങ്ങിൽ സാധ്യതയുണ്ട്. തലയോട്ടി, മറ്റ് എല്ലുകൾ തുടങ്ങിയവയുടെ കൃത്രിമരൂപങ്ങൾ നിർമിച്ച് ഇവ മാറ്റിവയ്ക്കാനും കഴിയും.
∙ എവിടെ പ്രിന്റ് ചെയ്യാം?
ത്രീഡി പ്രിന്റിങ്ങിന്റെ ചെലവ് കുറഞ്ഞിട്ടുണ്ടെങ്കിലും ഇവ എല്ലായിടത്തും ലഭ്യമായിത്തുടങ്ങിയിട്ടില്ല. കേരളത്തിൽ ഫാബ്‌ലാബുകളിലും ഐഐഐടിഎംകെയുടെ ഇലക്ട്രോണിക്സ് ഇൻക്യുബേറ്ററായ മേക്കർ വില്ലേജിലും പുതുതായി പ്രവർത്തനം ആരംഭിക്കുന്ന തിങ്ക്ക്യുബേറ്റർലാബിലും ത്രീഡി പ്രിന്റിങ്ങിനുള്ള സൗകര്യം ഒരുക്കിയിട്ടുണ്ട്. വ്യാവസായികവും പൊതുഉപയോഗത്തിനുമുള്ള 3ഡി പ്രിന്ററുകൾ ഇവിടെ ലഭ്യമാണ്.
