हमने प्रयोगशाला में सिर्फ 3 डी प्रिंटर पर माइक्रोफ़ोन मुद्रित किया - और फिर पूर्ण विज्ञान कथा होगी

डिजिटल फ़ाइल से भौतिक ऑब्जेक्ट बनाने का विचार रोमांचक लगता है। वह स्टार ट्रेक प्रतिकृतियों को याद करती है जो एक अंतरिक्ष यान और भोजन के लिए कपड़ों से लेकर भागों तक कुछ भी कर सकती है। आज की 3 डी प्रिंटिंग इस दिशा में प्रभावशाली कदम उठा रही है, जो कई निर्माताओं के लिए काफी दिलचस्पी का विषय है। उदाहरण के लिए, अपेक्षाकृत सरल उपकरणों पर जटिल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के घटकों को प्रिंट करना संभव हो गया - जैसा कि मेरी शोध टीम ने प्रदर्शन किया , हमारी राय में, एक 3 डी प्रिंटर पर मुद्रित पहला माइक्रोफोन।

3 डी प्रिंटिंग के लिए, पहले से ही लकड़ी और चांदी के समान कई अलग-अलग सामग्रियां उपलब्ध हैं। हालांकि, अधिकांश मशीनें सिंथेटिक सामग्री - प्लास्टिक, रबर पॉलिमर और नायलॉन के साथ काम करने तक सीमित हैं। आमतौर पर, मशीनें एक समय में केवल एक सामग्री को प्रिंट करती हैं, या दो से तीन सामग्रियों के पैलेट पर स्विच करती हैं। लेकिन यह अभी भी काफी संभावनाएं छोड़ता है, खासकर सामग्री को अलग-अलग गुण देने के लिए। यह एक अन्य सामग्री के नैनोकणों को मिलाकर प्राप्त किया जा सकता है जिसमें आपके लिए आवश्यक गुण हैं।


यदि, उदाहरण के लिए, आप चाहते हैं कि आपकी सामग्री वर्तमान का संचालन करे, तो आप इसमें चांदी, सोना या कार्बन नैनोट्यूब जोड़ सकते हैं। इससे इलेक्ट्रॉनिक सर्किट को प्रिंट करना संभव हो जाता है। यदि आपको पीज़ोइलेक्ट्रिकिटी की आवश्यकता है - संपीड़न द्वारा बिजली का उत्पादन - आप सामग्री में बेरियम टाइटेनियम जोड़ सकते हैं। परिणामी वस्तु को ध्वनि या हीट सेंसर या पावर ड्राइव में बदल दिया जा सकता है, ऐसा उपकरण जो अन्य घटकों को स्थानांतरित करता है।

एक प्रिंट के दौरान सर्किट, सेंसर और एक्चुएटर्स के बीच स्विच करना, आप समग्र रूप से एक कार्यशील इलेक्ट्रॉनिक घटक बना सकते हैं। हाल के वर्षों में, लोगों ने इस तकनीक का उपयोग लेंस या पैनल, या एक्सीलरोमीटर - उपकरणों के लिए ऑप्टिकल घटकों जैसे चीजों को बनाने के लिए किया है, जो एक चलने वाले व्यक्ति से भूकंप तक विभिन्न वस्तुओं के आंदोलन को मापते हैं। उसने हमें अपना माइक्रोफ़ोन बनाने की अनुमति भी दी, डिजिटल फ़ाइल से इसे केवल छह घंटों में वास्तविकता में अनुवाद किया।

अपनी प्लास्टिक फ़ाइल

आदर्श रूप से, हम निर्माताबॉट से लोकप्रिय 3 डी प्रिंटर में से एक का उपयोग करना चाहेंगे, जिसकी लागत £ 1000 से शुरू होती है, लेकिन वे सामग्री में छोटे कणों को जोड़ना पसंद नहीं करते हैं। वे एक प्लास्टिक के धागे को निचोड़कर काम करते हैं, जो तब ठंडा और जम जाता है, और नैनोकण इस प्रणाली को रोकते हैं - खासकर यदि आप सामग्री के गुणों को बढ़ाने के लिए उनमें से बहुत कुछ जोड़ते हैं।

इसके बजाय, हमने £ 6,000 की कीमत पर एसिगा पिको 27 प्लस का इस्तेमाल किया। यह " डिजिटल प्रकाश प्रसंस्करण " का उपयोग करता है और पराबैंगनी प्रकाश के साथ रोशन करके प्लास्टिक को ठीक करता है। प्रकाश को 4000 माइक्रोमीटर के साथ बनाया गया है, जो घर के प्रोजेक्टर में उपयोग किए जाते हैं। एक मॉडल बनाने के लिए, प्रिंटर तरल प्लास्टिक पर दो-आयामी छवियों का एक सेट प्रोजेक्ट करता है, और हर बार परत ठीक होने पर मॉडल को थोड़ा ऊपर की तरफ शिफ्ट करता है। नैनोकणों में इलाज के लिए आवश्यक रोशनी की अवधि बदल जाती है, और थोड़ी सी अवशोषित और बिखरी हुई घटना प्रकाश होती है, लेकिन इसे ध्यान में रखते हुए, मुद्रण काफी सफलतापूर्वक किया जा सकता है।


इस प्रौद्योगिकी की कमियों में से एक यह है कि यह सामग्री प्रकारों को बदलने में अच्छा नहीं है। चूंकि स्रोत सामग्री तरल प्लास्टिक है, इसलिए इसे कंटेनरों में रखा जाना चाहिए: प्रत्येक अगली परत को प्रिंट करते समय मॉडल को तरल में डुबोया जाता है। सामग्री को बदलने के लिए, आपको अगली परत को प्रिंट करने से पहले, सब कुछ रोकना होगा और टैंक को मैन्युअल रूप से बदलना होगा।

यह किसी अन्य सामग्री के स्थान पर मॉडल में एक छेद छोड़कर खतना किया जा सकता है। फिर आप सामग्री को बदल सकते हैं और इस छेद के अंदर प्रिंट कर सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप आंतरिक आंतरिक गुणों के साथ एक त्रि-आयामी वस्तु होगी।

आगे क्या होगा

एक कामकाजी माइक्रोफोन की 3 डी प्रिंटिंग की तकनीकी समस्याएं मुख्य रूप से प्रक्रिया के नियंत्रण से संबंधित हैं, मिलीसेकंड की सटीकता और विभिन्न सामग्रियों के सावधानीपूर्वक संयोजन और मिश्रण के साथ पराबैंगनी विकिरण के संपर्क के समय की पसंद। अंतिम परिणाम एक ऐसा उपकरण है जो खराब सिग्नल-टू-शोर अनुपात और प्रवाहकीय परतों के बहुत बड़े प्रतिरोध के अपवाद के साथ लगभग एक सामान्य माइक्रोफोन की तरह व्यवहार करता है। वह, उदाहरण के लिए, आपके स्मार्टफोन में एक सिलिकॉन माइक्रोफोन के साथ तुलना नहीं की जा सकती।


हमारा माइक्रोफोन

अन्य टीमों ने जो नैनोकंपोसिट सामग्री के साथ मुद्रण की कोशिश की, उन्हें इसी तरह की समस्याओं का सामना करना पड़ा। मेरे द्वारा उल्लेख किए गए ऑप्टिकल घटकों या एक्सेलेरोमीटर के निर्माण में, उन्होंने आमतौर पर पूर्व-गढ़े हुए माइक्रोचिप्स और सेंसर को मुद्रित वस्तुओं में एम्बेड करने, या मुद्रण के बाद प्लास्टिक को सही करने की कोशिश की। हम अभी तक उस बिंदु तक नहीं पहुंचे हैं जहां यह संभव होगा, उदाहरण के लिए, स्क्रैच से सभ्य गुणवत्ता के स्मार्टफोन को प्रिंट करना: सैमसंग और ऐप्पल अभी भी आराम कर सकते हैं।



हालांकि, हमारी वर्तमान क्षमताएं अभी भी हमें अद्भुत संभावनाएं प्रदान करती हैं, विशेष रूप से क्योंकि अच्छे ड्राइव अच्छे सेंसर की तुलना में प्रिंट करना आसान है। नरम रोबोटिक्स के उभरते हुए क्षेत्र में आपका स्वागत है, जहां हाथों को प्रिंट करने की क्षमता है जो मानव के रूप में नरम और सटीक रूप से कैप्चर करते हैं; या नैनोरोबोट्स, ओरिगेमी की तरह अनपैक्ड, मानव शरीर में वांछित अंग तक पहुंचने पर; या यहां तक ​​कि पूरे रोबोट, मछली जैसे संदर्भ , जानवरों के जटिल आंदोलनों की नकल करने में सक्षम हैं।

ऐसे उपकरणों के प्रोटोटाइप पहले से मौजूद हैं, हालांकि वे मुद्रित और पारंपरिक घटकों को मिलाते हैं। 10 वर्षों के बाद, सबसे अधिक संभावना है, पूरे को प्रिंट करना संभव होगा। इसलिए, 24 वीं शताब्दी के स्टार ट्रेक के पात्रों की तरह, हम जल्द ही कुछ दिलचस्प डिवाइस के साथ एक फ़ाइल का चयन कर पाएंगे और इसे ऑर्डर करने के लिए प्रिंट कर सकते हैं। आप क्या कहते हैं - सॉफ्ट रोबोट टेंटकल? ठीक है, जबकि ऐसी चीजों के लिए अभी तक मोबाइल एप्लिकेशन नहीं हैं, लेकिन यह केवल कुछ समय की बात है ।