स्टीरियो लिथोग्राफी में सबसे बड़ी परियोजना: एक 3 डी प्रिंटर पर मुद्रित मैमथ कंकाल

रॉयल बेल्जियम इंस्टीट्यूट ऑफ नेचुरल साइंसेज ऑफ ब्रुसेल्स (RBINS), 1846 में स्थापित, 250 से अधिक अनुसंधान वैज्ञानिकों को रोजगार देता है। 1869 के बाद से, 38 मिलियन प्रदर्शन शामिल हैं, लियेर मैमथ - अपनी तरह का पहला कंकाल, जिसे पश्चिमी यूरोप में जनता द्वारा प्रदर्शित किया गया था।

पता चला, जैसा कि नाम से पता चलता है, एंटवर्प प्रांत में लेयर शहर के पास, कंकाल अभी भी विशाल के कुछ पूरी तरह से संरक्षित कंकालों में से एक है। विज्ञान के लिए एक दुर्लभ प्रदर्शनी अत्यंत महत्वपूर्ण है, इस तथ्य का उल्लेख नहीं करना कि यह दुनिया भर के प्राकृतिक इतिहास के प्रेमियों को आकर्षित करती है। इस प्रकार, शहर के संग्रहालय के लिए एक उपहार बनाने का एक शानदार मौका था, जो इसके फिर से खोलने के लिए समर्पित था। ब्रसेल्स से एक मैमथ के कंकाल को स्थानांतरित करना असंभव है, लेकिन इसे फिर से बनाया जा सकता है!

स्थानीय किवानियों के स्वयंसेवकों के नेतृत्व में लिआरा की कहानी संरक्षण टीम एक रोमांचक विचार के साथ आगे बढ़ी: सटीक, पूर्ण आकार के कंकाल बनाने के लिए 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करें। दूसरे शब्दों में, प्रागैतिहासिक निवासी Lear को उसकी मूल भूमि पर वापस जाने के लिए आधुनिक तकनीक लागू करें। 1260 घंटों में 320 हड्डियां छपने के बाद "लियर मैमथ 2.0" का जन्म हुआ।



"हड्डियों" को विभिन्न रंगों के पेंट की कई परतों और वार्निश की एक सुरक्षात्मक परत के साथ कवर किया गया है

एक पूर्ण आकार के कंकाल को कैसे प्रिंट करें?

जब आप एक विशाल की सटीक प्रतिलिपि बनाना चाहते हैं, तो यह स्पष्ट हो जाता है: आकार मायने रखता है। 300 से अधिक हड्डियों को फिर से बनाना, जिनमें से कुछ की लंबाई 2 मीटर से अधिक है (एक वयस्क से अधिक!), एक आसान काम नहीं है। वास्तविक हड्डियों को नुकसान की नाजुकता और जोखिम को देखते हुए, परियोजना एक अनूठी परीक्षा थी।

1869 में जब संग्रहालय में कंकाल दिखाई दिया, तो नवीन तकनीक यह थी कि मैमथ को पूर्ण आकार में दिखाने के लिए हड्डियों की अखंडता को ड्रिल करने या अन्यथा तोड़ने की कोई आवश्यकता नहीं थी, ”रॉयल इंस्टीट्यूट के जीवाश्म विज्ञानी डॉ। मितेन जर्मेनपॉपर कहते हैं, जो भौतिक के साथ मिलकर काम करते थे। परियोजना की रूपरेखा। "स्वाभाविक रूप से, कोई भी इस नए प्रयास में कंकाल की प्राकृतिक अखंडता को जोखिम में नहीं डालना चाहता था।"

इसी तरह की रचनात्मक सोच और तकनीकी समाधान कॉपी बनाते समय हुए। एक बाहरी सहायक संरचना का उपयोग करने के बजाय, एक वास्तविक लाइरे मैमथ की तरह, यह सबसे अगोचर आंतरिक समर्थन बनाने की योजना बनाई गई थी जो वास्तव में मॉडल को जीवन में लाएगी।

पहला स्टीरियोलिथोग्राफिक प्रिंटर जिसे हम मैमथ कहते थे, 2001 में उपयोग किया गया था। 2100 x 700 x 800 मिमी बिल्ड चैम्बर के लिए धन्यवाद, वे एक सत्र में बड़ी वस्तुओं को प्रिंट करने के लिए आदर्श हैं।

गेरिएंट ब्रिनन, प्रोजेक्ट मैनेजर

3 डी प्रिंटिंग डिजाइन में अविश्वसनीय स्वतंत्रता और सटीकता प्रदान करता है, इसलिए पसंद प्राकृतिक तरीके से इस तकनीक पर गिर गई। डॉ। जर्मोंटपॉक्‍स नोट के रूप में, “3 डी प्रिंटिंग तेजी से पैलियंटोलॉजी के लिए एक बेहद उपयोगी उपकरण बन रहा है। उदाहरण के लिए, हम कीमती, प्रामाणिक नमूनों को नुकसान पहुँचाए बिना जीवाश्मों का अध्ययन कर सकते हैं, और दुनिया भर के सहयोगियों के साथ एक आभासी वातावरण में एक ही जीवाश्म पर काम कर सकते हैं। ” लेकिन जीवन-आकार की हड्डियों को कैसे प्रिंट किया जाए?



एक स्टीरियोलिथोग्राफिक 3 डी प्रिंटर पर मुद्रण

बड़े प्रारूप 3 डी प्रिंटिंग एक्शन में

इस प्रश्न का पर्याप्त उत्तर स्टिरियोलिथोग्राफ़िक 3 डी प्रिंटर मेटेरियलाइज़ से था, जिसके काम के लिए प्रोजेक्ट मैनेजर गेरिएंट ब्रिनन और 19 लोगों की एक टीम, जिसमें इंजीनियर, सीएडी और पोस्ट-प्रोडक्शन विशेषज्ञ, साथ ही डॉ। जर्मोंटप सहित संस्थान के विशेषज्ञ जिम्मेदार थे।

"पहली बार, स्टीरियोलिथोग्राफिक प्रिंटर, जिसे हम मैमथ (" मैमथ ") कहते हैं, का उपयोग 2001 में किया गया था। ब्रायन कहते हैं, 2100 x 700 x 800 मिमी बिल्ड चैम्बर के लिए धन्यवाद, वे एक सत्र में बड़ी वस्तुओं को प्रिंट करने के लिए आदर्श हैं। - उस समय, हम इस तरह की समस्याओं को हल करने के बारे में सोच रहे थे जैसे ऑटोमोबाइल डैशबोर्ड, वास्तुशिल्प मॉडल , व्यक्तिगत आदेशों के लिए औद्योगिक और औद्योगिक जरूरतों के बड़े हिस्से के मुद्रण। लेकिन हड्डियां ... यह एक नई चुनौती थी जिसे हमने गर्व और उत्साह के साथ स्वीकार किया। "

भौतिक रूप से मैमथ स्टीरोलिथोग्राफी प्रिंटर एक समय में 1/10 मिमी मोटी यूवी-संवेदनशील तरल फोटोपॉलिमर की एक परत को लागू करते हैं, जो डिजाइन आवश्यकताओं को ठीक से मिलान करने के लिए चुनिंदा लेजर-कठोर है। हड्डियों के आकार के तहत विशेष समर्थन और छोटी हड्डियों के लेजर सिंटरिंग (मैमथ कशेरुक सहित) और कनेक्शन अंक बनाने के लिए, नौ 3 डी प्रिंटर एक महीने के लिए काम करना चाहिए। लेकिन छपाई शुरू करने से पहले, आयामी डेटा को ठीक करना और उन्हें 3 डी प्रिंटिंग के लिए अनुकूलित करना आवश्यक था। "केवल दो महीने लॉन्च की तारीख से पहले छोड़ दिए गए थे," ब्रिनन कहते हैं, "और प्रत्येक चरण को सावधानीपूर्वक नियोजित करना था।"



बड़े पैमाने पर परियोजना एक साथ 19 लोगों की एक टीम लाई, जिसमें इंजीनियर, डेकोरेटर और कलाकार और साथ ही एक जीवाश्म विज्ञानी शामिल थे

कंकाल, स्कैन और "अदृश्य" समर्थन

मूल कंकाल की बाहरी सहायक संरचना ने संग्रहालय को जगह-जगह प्रत्येक हड्डी को अलग करने और स्कैन करने की अनुमति दी, जिससे डेटा को मटीरियल में स्थानांतरित किया गया। चूंकि प्रतियां हड्डियों के मूल आकार को सटीक रूप से पुन: पेश करती हैं, इसलिए प्रत्येक स्कैन को 3 डी प्रिंटिंग के लिए मैटेरियलाइज मैजिक्स सॉफ्टवेयर का उपयोग करके साफ किया गया था, जिसमें प्रत्येक हड्डी सटीक स्थिति के लिए तीन अक्षों में उन्मुख थी। इसने डॉ। जर्मोंट्रे और इंजीनियरों को कंकाल का पूरा डिजिटल पुनर्निर्माण और विश्लेषण करने की अनुमति दी।

"यह परियोजना में एक निर्णायक क्षण था," डॉ। जर्मोंटप याद करते हैं। "हम उन्नत वैज्ञानिक सोच और प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हुए, सच्चे कंकाल के अनुपालन को सत्यापित कर सकते हैं।" यह मत भूलो कि उस समय के शारीरिक ज्ञान के आधार पर 150 साल से अधिक समय पहले कंकाल को माउंट किया गया था। उदाहरण के लिए, 19 वीं शताब्दी में, वैज्ञानिकों ने माना कि विशालकाय की पूंछ हाथी की तरह लंबी होती है, लेकिन साइबेरिया में विशाल अवशेषों के जमे हुए अवशेषों की खोज के बाद, हम जानते हैं कि यह वास्तव में छोटा था। यह आज हमारे पास मौजूद शरीर रचना विज्ञान के बारे में नए ज्ञान को कंकाल को अनुकूलित करने का एक शानदार अवसर था। ”



320 जीवाश्म हड्डियों में से प्रत्येक की 3 डी स्कैनिंग के बाद, एक जीवाश्म विज्ञानी के साथ मिलकर मैटेरियलाइज़ इंजीनियरों ने कंकाल का डिजिटल पुनर्निर्माण किया

3 डी प्रिंटिंग के माध्यम से प्रजनन ने टीम को वास्तविक कंकाल की एक और समस्या को हल करने में सक्षम किया: "लेयर मैमथ में कई हड्डियों की कमी थी, जिसमें बाएं टस्क भी शामिल था," गर्टियन ब्रिनन बताते हैं। - उन्हें मूर्तिकला लकड़ी के शिल्प से बदल दिया गया। Materialize 3-matic सॉफ्टवेयर का उपयोग करके, हम सही tusk की दर्पण छवि बनाकर अधिक सटीक प्रतिलिपि बनाने में सक्षम थे। एक टूटे हुए ऊपरी जबड़े को भी बहाल कर दिया गया। सामान्य तौर पर, डॉ। जर्मोंटप के अनुसार, लापता हड्डियों के पुनर्निर्माण और असेंबली त्रुटियों के सुधार का मतलब था कि 3 डी प्रिंटर पर मुद्रित नया लाइयर मैमथ, मूल से भी अधिक वैज्ञानिक रूप से सटीक था। "

परियोजना के डिजिटल चरण में एक नया "प्रतीत होता है अदृश्य" बन्धन प्रणाली का विकास भी शामिल है जो विशाल को स्वतंत्र रूप से देखने की अनुमति देगा। गर्टियन ब्रिनन के लिए, यह एक महत्वपूर्ण क्षण था। “हमारी सहायक कंपनी, रैपिडफिट को मोटर वाहन अनुप्रयोगों के लिए कार्बन फाइबर फ्रेम का उपयोग करने में व्यापक अनुभव है। संदर्भ पूरी तरह से अलग है, लेकिन कार्य समान है: एक अपेक्षाकृत प्रकाश बनाने के लिए, लेकिन एक ही समय में मजबूत संरचना। रैपिडफिट ने हमें एक व्यक्तिगत मॉड्यूलर कार्बन कंकाल विकसित करने में मदद की, जो मुख्य रूप से मुद्रित कंकाल के अंदर स्थित था। हमें मूल कार्बन को सही ढंग से पुन: पेश करने और आंतरिक कार्बन ट्यूबों के साथ संरेखित करने के लिए हड्डियों की प्रतियों की भी आवश्यकता थी, जिन्हें विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए लेजर sintered कनेक्टर्स के साथ डॉक किया जाना था - यह सब एक पूर्ण कंकाल धारण करने के लिए। हमारे डिजाइनरों ने प्रवेश और निकास बिंदुओं को इस तरह से एकीकृत करके इस कार्य का सामना किया कि वे अंततः फ्रेम के साथ पूरी तरह से गठबंधन कर रहे थे। कंकाल और कंकाल सहित अंतिम संरचना का वजन 300 किलोग्राम से थोड़ा कम था। ”

शुरू से अंत तक विस्तार पर ध्यान दें

लियर मैमथ के कंकाल की कुल छपाई का समय सिर्फ 52 दिनों में कई 3D प्रिंटर के एक साथ संचालन के साथ था - यह समय सीमा को पूरा करने का एकमात्र तरीका था। हड्डियों के प्रत्येक नए बैच को प्रिंट करने के बाद, विशेष सामग्री टीम ने उन्हें विभिन्न स्याही, बनावट और वार्निश के साथ संसाधित किया ताकि मुद्रित हड्डियां वास्तविक लोगों के जितना करीब हो सके। अंत में, नए लाइरे मैमथ को अपना अंतिम रूप लेने का समय आ गया है।

“परियोजना के डिजिटल चरण के दौरान, हमने यह सुनिश्चित करने के लिए सभी उपाय किए कि हड्डियों, फ्रेम और मुद्रित पॉलियामाइड कनेक्टर्स पूरी तरह से एक साथ मिलकर अंतिम कंकाल कंकाल बनाने के लिए फिट हों। ब्रायनन को याद करते हुए, सुनिश्चित करने के लिए सब कुछ करने का केवल एक ही तरीका था। - इसलिए, हमारी परिष्करण टीम ने लेउवेन में हमारी सुविधा पर एक मैमथ को इकट्ठा करना शुरू किया। यह एक महान दृश्य था! ”



असेंबली के दौरान विशाल कंकाल

परिणाम एक सटीक, शारीरिक रूप से सही प्रति है। लेकिन उसे अभी भी एक नए स्थान पर ले जाना पड़ा। ब्रिनन जारी है: "परिवहन की आवश्यकता को देखते हुए, हमने छह विधानसभा इकाइयों के एक कंकाल का निर्माण किया: चार पैर, एक रीढ़ और एक सिर। उदाहरण के लिए, कशेरुक खंड में कार्बन ट्यूब से जुड़े 30 अलग-अलग हिस्से शामिल हैं। " कंकाल के कुछ हिस्सों के लीरा में अपने गंतव्य पर पहुंचने के बाद, मैमथ को फिर से जन्म दिया गया था - फिर से अपने मूल क्षेत्र में, जो अब इसका स्थायी निवास स्थान बन जाएगा।

ब्रिनन ने निष्कर्ष निकाला: "केवल सात हफ्तों में, हम इतिहास का एक नया टुकड़ा बनाने में कामयाब रहे जो नई पीढ़ियों के आगंतुकों के लिए बहुत खुशी लाएगा। इस परियोजना में हमारी क्षमता के सभी क्षेत्रों को शामिल किया गया है - मुद्रण और डिजाइन के लिए अनुकूलन से लेकर उत्पादन और सजावट तक - सब कुछ जो 3 डी प्रिंटिंग के क्षेत्र में एक अद्वितीय खिलाड़ी का निर्माण करता है। और यह निश्चित रूप से एक टीम का काम था: हम इसे विशेषज्ञ सलाहकारों और वैज्ञानिकों की एक अद्भुत टीम के बिना नहीं कर सकते थे जिन्होंने हमारे साथ काम किया था। इस तथ्य के बावजूद कि यह अतीत के संरक्षण के बारे में था, परियोजना हमारे दिनों में 3 डी प्रिंटिंग के भविष्य के आवेदन का एक आदर्श उदाहरण बन गई है। व्यक्तिगत रूप से, मुझे यह देखकर बहुत खुशी हुई कि क्लाइंट शब्द के शाब्दिक अर्थों में बड़े पैमाने पर सफलतापूर्वक कैसे लागू करता है - हमारे साथ विचार! "

Materialize द्वारा प्रदान की गई सामग्री। मूल लेख यहाँ है ।