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इस अध्ययन को इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान अनुसंधान परिषद (ईपी/एन024818/1) द्वारा वित्त पोषित किया गया था। लेखक घोषणा करते हैं कि उनके कोई ज्ञात प्रतिस्पर्धी वित्तीय हित या व्यक्तिगत संबंध नहीं हैं जो इस लेख में वर्णित कार्य को प्रभावित करते हों या प्रभावित करते हों।
जबकि महामारी ने हमें उन कई गतिविधियों से प्रतिबंधित कर दिया है जिनका हम आनंद लेते हैं, DIY, बेकिंग और सुईवर्क जैसे पारिवारिक शौक अधिक लोकप्रिय हो गए हैं। अब इन सभी कौशलों को मिलाकर कुछ बिल्कुल नया बनाने का एक तरीका है। हालाँकि, आपको एक 3D प्रिंटर की आवश्यकता होगी।
3डी प्रिंटर किसी भी आकार की प्लास्टिक वस्तुओं को तुरंत प्रिंट कर सकते हैं। लेकिन ऐसी कई चीजें हैं जो वे नहीं कर सकते। अब तक आप पास्ता को अपने बच्चे के पसंदीदा कार्टून चरित्र के आकार में 3डी प्रिंट नहीं कर सके, या अपनी फ़ुटबॉल टीम के लोगो के आकार में पिज़्ज़ा नहीं बना सके। डेटा इन ब्रीफ में प्रकाशित हमारा नया शोध पत्र, भोजन या मिट्टी से वस्तुएं बनाने के लिए 3डी प्रिंटर को परिवर्तित करने का एक आसान तरीका प्रदर्शित करता है।
पिछले कुछ वर्षों में, 3डी प्रिंटिंग विज्ञान कथा, अनुसंधान प्रयोगशालाओं और प्रौद्योगिकी कंपनियों के दायरे से बाहर निकलकर उत्साही लोगों की पहुंच में आ गई है। ऐसा इसलिए है क्योंकि प्रिंटर सस्ते और उपयोग में आसान हो गए हैं। कई प्रतिस्पर्धी ब्रांड 3डी प्रिंटर बिल्ड किट ऑनलाइन £300 से कम कीमत पर और प्लास्टिक फिलामेंट £20 प्रति किलो से कम कीमत पर बेच रहे हैं।
जबकि 3डी प्रिंटर अविश्वसनीय रूप से जटिल भविष्य की मशीनों की तरह लगते हैं, वास्तव में यह समझना काफी आसान है कि वे कैसे काम करते हैं। 3D प्रिंटर को नियंत्रित करने के लिए उपयोग किया जाने वाला सॉफ़्टवेयर एक 3D छवि लेता है और उसे कई 2D छवियों (फ्लैट) में काट देता है। सॉफ़्टवेयर के निर्देशानुसार, प्रिंटर पिघले हुए प्लास्टिक को स्याही के रूप में उपयोग करके इन सपाट छवियों को एक के ऊपर एक "खींचता" है। अनाज का यह ढेर एक हो जाता है.
ऐसा करने के लिए, प्रिंटर में एक इलेक्ट्रिक मोटर फिलामेंट को नोजल के माध्यम से धकेलती है जो 200 डिग्री सेल्सियस से अधिक तक गर्म होता है, फिलामेंट पिघल जाता है और नोजल से बाहर निकल जाता है। इस प्रिंट हेड में नोजल और मोटर होते हैं और यह तीनों दिशाओं (लंबाई, चौड़ाई और ऊंचाई) में घूम सकता है क्योंकि यह प्रत्येक दिशा के लिए एक अलग मोटर, चरखी, बेल्ट और स्क्रू पर लगा होता है। एक 3डी प्रिंटर एक प्रिंट हेड, एक मूवमेंट मैकेनिज्म और एक सर्किट बोर्ड से ज्यादा कुछ नहीं है जो दोनों को नियंत्रित करता है और कंप्यूटर के साथ संचार करता है।
अपने दोस्तों को एक फैंसी केक या मिट्टी-मुद्रित कॉफी मग देने की कल्पना करें। ऐसा करने के लिए, आपको एक 3D प्रिंटर की आवश्यकता होगी जो प्लास्टिक फिलामेंट के बजाय पेस्ट, जेल या पेस्ट सामग्री का उपयोग करता है। जेल या पेस्ट मिट्टी या खाद्य पदार्थ हो सकता है जिसे आप आकार देना चाहते हैं, जैसे जेली, आटा, नरम चीज और जैम।
ऐसे प्रिंटर में आपके कागज को भरने के लिए एक खाली "कारतूस" और उस कारतूस से "प्रिंट" करने वाला एक प्रिंटहेड हो सकता है। ये प्रिंटर कई वर्षों से मौजूद हैं। हालाँकि, वे आम तौर पर £1,000 से अधिक होते हैं। लेकिन जब आप इन्हें घर पर बना सकते हैं और इसका आनंद उठा सकते हैं तो इनकी जरूरत किसे है?
हमारा नया शोध दिखाता है कि कैसे सस्ते प्लास्टिक 3डी प्रिंटर को जैल और पेस्ट प्रिंट करने के लिए संशोधित किया जा सकता है। विचार प्लास्टिक पिघलने वाले प्रिंट हेड को "सिरिंज पंप" से बदलने का है, एक उपकरण जो एक नियमित प्लास्टिक सिरिंज रखता है और जरूरत पड़ने पर फ़ीड को निचोड़ता है। प्लास्टिक सीरिंज स्वयं प्रिंटर के लिए कारतूस के रूप में काम करती हैं। सिरिंज पंप सिर्फ एक प्लास्टिक फ्रेम है जो सिरिंज को अपनी जगह पर रखता है। मोटर का उपयोग नट को नीचे धकेलने वाले स्क्रू को चालू करने के लिए किया जा सकता है, जिसका उपयोग सिरिंज के प्लंजर को धक्का देने और सामग्री को सिरिंज सुई से बाहर धकेलने के लिए किया जाता है।
लेकिन सिरिंज पंप कैसे बनाएं? यहां यह दिलचस्प हो जाता है। आप प्रिंटर को संशोधित करने से पहले इसे प्लास्टिक में 3डी प्रिंट कर सकते हैं। हमारा विज्ञान पेपर पढ़ने के लिए निःशुल्क है और इसमें सभी हिस्सों को प्रिंट करने के लिए आवश्यक सभी 3डी छवियां और उन्हें इकट्ठा करने के सटीक चरण शामिल हैं।
एक सिरिंज को लगभग किसी भी अर्ध-ठोस और 3डी प्रिंट से उसी तरह भरा जा सकता है जैसे इसे प्लास्टिक प्रिंटर पर मुद्रित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, हमने दो अलग-अलग प्रकार की खाने योग्य च्युइंग गम को 3डी प्रिंट किया, जैसा कि नीचे दी गई छवि में दिखाया गया है:
प्रिंटर को संशोधित करने के बाद, यदि आप दोबारा प्लास्टिक से प्रिंट करना चाहते हैं तो आप पुराने प्रिंटहेड पर भी आसानी से वापस जा सकते हैं। मस्ती करो!