उत्पादकों और निर्माताओं ने समान रूप से उस दिन का सपना देखा है, जब एक हिस्से के लिए दूर भेजने के बजाय, वे जल्दी और आसानी से परीक्षण कर सकते हैं और खुद बना सकते हैं।
यह सपना हकीकत बनने के पहले से कहीं ज्यादा करीब है, क्योंकि 3डी प्रिंटिंग का विज्ञान और कला का दायरा और लोकप्रियता बढ़ती जा रही है। प्रौद्योगिकी व्यक्तियों और कंपनियों को गुणों और कार्यों की बढ़ती विविधता के साथ साइट पर अनुकूलित घटकों को प्रिंट करने में सक्षम बनाती है।
एडवांस्ड टेक्नोलॉजी सिस्टम्स के बिजनेस टेक्नोलॉजी मैनेजर माइक नागेल ने इस साल के प्रोड्यूस मार्केटिंग एसोसिएशन (पीएमए) टेक नॉलेज सिम्पोजियम में एक प्रेजेंटेशन के दौरान कहा, "मुझे अभी तक एक ऐसे उद्योग से मिलना है, जिसे 3 डी प्रिंटिंग से मदद नहीं मिल सकती है।" नागेल ने 3डी प्रिंटिंग सिस्टम को लागू करने में खाद्य प्रसंस्करण और कृषि सहित कई उद्योगों के साथ काम किया है।
मानव अंगों, कृत्रिम अंग, निर्माण रूपों और वाहन भागों जैसी वस्तुओं को बनाने के लिए 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग पहले से ही किया जा रहा है। नवीनतम एयरबस जेट के 1,000 से अधिक पुर्जे 3डी-मुद्रित हैं।
3 डी प्रिंटिंग की नींव विनिर्माण को देखने के एक अलग तरीके से आती है, नागेल ने कहा। पारंपरिक विधि को घटाव कहा जाता है, जहां कच्चे माल का एक बड़ा टुकड़ा कम किया जाता है, ढाला जाता है और वांछित अंत उत्पाद में आकार दिया जाता है। कला की दुनिया में, एक मूर्तिकार घटिया निर्माण का प्राथमिक व्यवसायी होता है।
"तुलना करके, एडिटिव, या 3 डी, वह लेता है जो आप डिज़ाइन करते हैं और केवल वही प्रिंट करते हैं जिसकी आपको आवश्यकता होती है," नागेल ने कहा।
पारंपरिक निर्माण का मतलब लंबे समय तक चलने, महंगी टूलींग और डिजाइन सीमाओं से निपटना हो सकता है, और अक्सर उत्पादों की उच्च मात्रा के लिए अधिक उपयुक्त होता है, नागेल ने कहा। 3डी प्रिंटिंग तकनीक का आगमन एक त्वरित प्रतिक्रिया, केवल आवश्यक भागों को प्रिंट करने की क्षमता और न्यूनतम जोखिम पर परीक्षण और त्यागने की क्षमता को सक्षम बनाता है। इस प्रकार का निर्माण अनुकूलन और उत्पादों की कम मात्रा के लिए बेहतर अनुकूल है।
3डी प्रिंटिंग में कई प्रकार की तकनीकों का उपयोग किया जाता है, लेकिन शायद तकनीक को समझने का सबसे अच्छा तरीका यह सोचना है कि केक में आइसिंग कैसे डाली जाती है। प्री-प्रोग्राम्ड, कंप्यूटर एडेड डिज़ाइन (सीएडी) से काम करने वाला प्रिंटर, अंतिम उत्पाद बनाने के लिए परतों में वांछित सामग्री को लागू करता है।
दो प्रमुख प्रिंटिंग प्रौद्योगिकियां पॉलीजेटिंग और फ्यूज्ड डिपोजिशन मॉडलिंग, या एफडीएम हैं। पॉलीजेटिंग पारंपरिक दो-आयामी मुद्रण के समान है, जो सूखे बिस्तर के माध्यम से खिलाए गए कच्चे तरल से शुरू होता है जो सामग्री को परतों में सतह पर निकाल देता है। मुद्रण सामग्री को वांछित सतह पर चिपकाने के लिए पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग किया जाता है। एफडीएम पुरानी तकनीक है। यह ड्राइव मोटर के माध्यम से वांछित सामग्री के प्लास्टिक फिलामेंट को फीड करता है। सामग्री को तब गरम किया जाता है और बाहर निकाला जाता है, परत दर परत भी।
प्रिंटर आकार और जटिलता में होते हैं, और प्रमुख निर्माताओं के लिए घरेलू शौकियों (जो चीजों के प्रति उत्साही लोगों के ऑनलाइन समुदायों में एकत्रित हुए हैं) द्वारा उपयोग किए जाते हैं।
"हमारी दुकान में, हमारे पास पारंपरिक दो-आयामी डेस्कटॉप पेपर प्रिंटर के रूप में छोटे उत्पाद हैं जो कि 8,000 पाउंड के सिस्टम तक और एक बड़ी एसयूवी जितनी बड़ी हैं, और फिर बीच में सब कुछ है," नागेल ने कहा।
कृषि 3डी प्रिंटेड भागों और सामग्रियों के लाभों की भी खोज कर रही है। नागल और एडवांस्ड टेक्नोलॉजी सिस्टम्स ने कंबाइन अटैचमेंट और कस्टम सीड एप्लिकेटर जैसे घटकों को प्रिंट करने के लिए फार्म मशीन कंपनियों के साथ काम किया है। छोटे पैमाने पर, FoodRising.org वेबसाइट वॉल्व, क्लैम्प और फिटिंग जैसी चीज़ें बनाने के लिए मुफ़्त 3D प्रिंटिंग सॉफ़्टवेयर प्रदान करती है।
मशीनरी कंपनी परंपरागत रूप से घूर्णी मोल्डिंग द्वारा अपने मशीन संलग्नक बनाती है, जो सभी वांछित ज्यामिति और आकार प्राप्त करने में सक्षम नहीं थी। 3डी प्रिंटिंग ने कंपनी को 12-सिर वाले संयोजन के लिए सस्ते में प्रोटोटाइप अटैचमेंट का उत्पादन करने और विभिन्न क्षेत्र स्थितियों में उनकी प्रभावशीलता का परीक्षण करने की अनुमति दी।
"यह कुछ ऐसा नहीं है जिससे वे लाखों कमाएंगे," नागेल ने कहा। "3 डी प्रिंटिंग उनके जोखिम को कम करती है और हेम को कुछ नया करने और विभिन्न आकारों और आकारों को आजमाने की अनुमति देती है।"
अन्य प्रकार के खाद्य निर्माण में 3डी प्रिंटिंग का उपयोग बढ़ रहा है। वे सम्मिलित करते हैं:
- बॉटलिंग: एक बॉटलिंग लाइन जिसे कंटेनर के आकार में बार-बार बदलाव की आवश्यकता होती है, और टूलिंग में साथ-साथ परिवर्तन, बोतल के आकार की एक विस्तृत विविधता को समायोजित करने के लिए 3 डी प्रिंटिंग तकनीक से लाभ उठा सकते हैं।
- नाश्ता खाद्य पदार्थ: अनाज निर्माता नए एक्सट्रूज़न और अनाज के लिए नए आकार के लिए डाई बनाने के लिए 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग कर रहे हैं - विस्तार से, यह वही अवधारणा उपज और अन्य प्रकार के खाद्य पदार्थों की अनूठी कटौती पर लागू हो सकती है।
- पैकेजिंग: जैसे-जैसे पैकेज आकार और आकार अधिक आवृत्ति के साथ बदलते हैं, और अधिक अद्वितीय आकार वांछित होते हैं, इन नई शैलियों के लिए उपयोग किए जाने वाले मोल्ड बनाने के लिए 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग किया जा रहा है।
- खुदरा: स्टोर फिक्स्चर और पॉइंट ऑफ़ परचेज़ डिस्प्ले 3डी प्रिंटिंग द्वारा तेजी से उत्पादित किए जा रहे हैं। उपलब्ध शेल्फ स्थान की दक्षता को अधिकतम करने के लिए आवश्यक वस्तुओं के आयाम का परीक्षण करते समय यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण हो सकता है।
3डी प्रिंटिंग का भविष्य प्रौद्योगिकी के व्यापक उपयोग और अधिक प्रकार की वस्तुओं को प्रिंट करने की क्षमता का वादा करता है। नगेल ने कहा कि प्रिंटर पहले से ही 70 विभिन्न भौतिक गुणों के साथ एक वस्तु बना सकते हैं - जितनी जरूरत होगी उससे कहीं अधिक।
प्रिंटर भी अधिक व्यापक रूप से उपलब्ध होने चाहिए।
"सबसे पहले, बड़ी कंपनियां बहुत सारे 3 डी प्रिंटर खरीदती थीं और उन्हें एक स्थान पर रखती थीं। सभी इंजीनियर एक केंद्रीय हब को फाइलें भेजते थे और हब सभी भागों का प्रिंट आउट लेकर उन्हें डिजाइन करने वाले लोगों को वापस भेज देता था। उन्होंने सोचा कि यह भविष्य की अति-कुशल लहर थी। अब इसके विपरीत है। 3D प्रिंटिंग का लाभ यह है कि इसे आपके पास रखना है, और यही कंपनियां कर रही हैं। वे नई चीजों को अधिक बार आजमाएंगे और उनका उपयोग उस तरह से करेंगे जैसे वे उनका उपयोग करना चाहते हैं। ”
प्रिंटर द्वारा उपयोग किए जाने वाले डिज़ाइन को बनाने के लिए तकनीकी कौशल और विशेषज्ञता की आवश्यकता होती है, जो CAD में प्रशिक्षण प्राप्त लोगों से प्राप्त होगी। डिज़ाइन को प्रिंटर में स्कैन करने के लिए कुछ स्तर के कौशल की भी आवश्यकता होती है। हालांकि, प्रिंटर संचालित करने के लिए किसी को प्रशिक्षित करने के लिए एक दिन आवश्यक है, नागल ने कहा।
"यदि आप सेंट पॉल, मिनेसोटा में हमारी दुकान में आते हैं, तो आप 15 विभिन्न प्रकार के प्रिंटर देखेंगे, और एक व्यक्ति उन सभी को संचालित कर सकता है," नागेल ने कहा। "इस तकनीक की कुंजी और इसका प्रमुख लाभ यह है कि इसे संचालित करना बहुत आसान है।"
संचालन में यह आसानी व्यक्तिगत घरेलू उपयोग के लिए 3डी प्रिंटर के प्रसार को भी बढ़ावा देगी। साधारण प्रिंटर कम से कम $500 में उपलब्ध हैं, और उनकी संख्या उसी तरह बढ़ सकती है जैसे घरेलू कंप्यूटरों का विस्तार हुआ है।
अन्य तकनीकों की तरह, 3डी प्रिंटिंग की क्षमताओं में प्रगति देखने की उम्मीद है। भविष्य में, किसी को किसी वस्तु को प्रिंट करने का काम शुरू करने के लिए उसकी छवि को स्कैन करने की आवश्यकता हो सकती है। लेयरिंग के अलावा अन्य तरीके, जैसे कच्चे माल के एक पूल से तैयार वस्तुओं का निर्माण भी हो सकता है।
और फिर एक सवाल है नागेल से हमेशा पूछा जाता है: क्या खाना छापा जा सकता है? क्या कोई दिन आ सकता है जब हम एक बटन दबा सकते हैं और एक कुरकुरा, रसदार हनीक्रिस्प सेब या एक विरासत-गुणवत्ता वाला टमाटर प्राप्त कर सकते हैं?
उत्तर: हम पहले से ही भोजन "मुद्रण" कर रहे हैं, अगर अवधारणा को कपकेक और स्नैक्स जैसे ट्विंकियों पर लागू किया जा सकता है। आधार सामग्री - आटा - को आकार दिया जाता है और बनाया जाता है और फिर शीर्ष पर आइसिंग और फ्रॉस्टिंग बिछाई जाती है। लेकिन मूल सामग्री से भोजन की छपाई में सबसे बड़ी बाधा कई अन्य खाद्य पदार्थों की समस्या है: क्या इसका स्वाद अच्छा होगा? शायद यही कारण है कि अब 3डी प्रिंटिंग के लिए प्रयोग किए जा रहे सबसे आम खाद्य पदार्थों में से एक चॉकलेट है।
