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थ्री डी प्रिंटिंग से बनेंगी बेहतर मशीनें

वैज्ञानिक उपकरणों में श्रेष्ठता लाने की दिशा में कदम

  • मांसपेशी जैसा लचीला पदार्थ बना

  • यह इलास्टिक जैसा आचरण करते हैं

  • कई विधाओं में इसका बेहतर उपयोग

राष्ट्रीय खबर

रांचीः ओरेगन स्टेट यूनिवर्सिटी के एक शोधकर्ता ने आकार बदलने वाली सामग्रियों के लिए एक नया थ्री डी प्रिंटिंग दृष्टिकोण बनाने में मदद की है, जिसकी तुलना मांसपेशियों से की जाती है, जिससे रोबोटिक्स के साथ-साथ बायोमेडिकल और ऊर्जा उपकरणों में बेहतर अनुप्रयोगों के लिए द्वार खुल गए हैं। वहां के कॉलेज ऑफ़ इंजीनियरिंग के डेविन रोच और सहयोगियों द्वारा मुद्रित लिक्विड क्रिस्टलीय इलास्टोमर संरचनाएँ मुद्रण के तुरंत बाद क्रॉल, फोल्ड और स्नैप कर सकती हैं।

मैकेनिकल इंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर रोच ने कहा, यह कृत्रिम संरचनाएं मूल रूप से नरम मोटर हैं। चूंकि वे नरम हैं, नियमित मोटरों के विपरीत, वे हमारे स्वाभाविक रूप से नरम शरीर के साथ बहुत अच्छा काम करते हैं। इसलिए उन्हें प्रत्यारोपित चिकित्सा उपकरणों के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, लक्षित स्थानों पर दवाओं को वितरित करने के लिए, लक्षित क्षेत्रों में प्रक्रियाओं के लिए स्टेंट के रूप में, या मूत्रमार्ग प्रत्यारोपण के रूप में जो असंयम में मदद करते हैं।

लिक्विड क्रिस्टलीय इलास्टोमर हल्के से क्रॉसलिंक्ड पॉलीमर नेटवर्क होते हैं जो गर्मी जैसी कुछ उत्तेजनाओं के संपर्क में आने पर आकार को महत्वपूर्ण रूप से बदलने में सक्षम होते हैं। इनका उपयोग तापीय ऊर्जा, जैसे कि सूर्य या प्रत्यावर्ती धाराओं से, को यांत्रिक ऊर्जा में स्थानांतरित करने के लिए किया जा सकता है जिसे संग्रहीत किया जा सकता है और मांग पर उपयोग किया जा सकता है। रोच ने कहा कि एलसीई सॉफ्ट रोबोटिक्स के क्षेत्र में भी बड़ी भूमिका निभा सकते हैं।

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उन्होंने कहा, एलसीई को शामिल करने वाले लचीले रोबोट उन क्षेत्रों का पता लगा सकते हैं जो मनुष्यों के लिए असुरक्षित या अनुपयुक्त हैं। वे स्वचालित प्रणालियों जैसे कि गहरे अंतरिक्ष में खोज, रडार परिनियोजन या अलौकिक अन्वेषण के लिए एक्ट्यूएटर के रूप में एयरोस्पेस में भी आशाजनक साबित हुए हैं।

रोच ने कहा कि लिक्विड क्रिस्टलीय इलास्टोमर्स की कार्यात्मक उपयोगिता का आधार अनिसोट्रॉपी और विस्कोइलास्टिसिटी का उनका मिश्रण है।

विस्कोइलास्टिक सामग्री चिपचिपी होती है – जैसे शहद, जो प्रवाह का प्रतिरोध करता है और तनाव के तहत धीरे-धीरे विकृत होता है और लोचदार, तनाव को हटाने पर अपने मूल आकार में वापस आ जाता है, जैसे रबर।

विस्कोइलास्टिक सामग्री धीरे-धीरे विकृत होती है और धीरे-धीरे ठीक हो जाती है। रोच और सहयोगियों ने डिजिटल लाइट प्रोसेसिंग नामक थ्री डी प्रिंटिंग के एक प्रकार के दौरान चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके अणुओं को संरेखित करने का एक तरीका खोजा।

थ्री डी प्रिंटिंग एक समय में एक परत की वस्तुओं के निर्माण की अनुमति देता है। डिजिटल लाइट प्रोसेसिंग में, लिक्विड रेजिन को सटीकता के साथ ठोस आकार में कठोर करने के लिए प्रकाश का उपयोग किया जाता है। हालाँकि, इलास्टोमर्स के अणुओं को संरेखित करना चुनौतीपूर्ण हो सकता है।

अणुओं को संरेखित करना एलसीई की पूरी क्षमता को अनलॉक करने और उन्नत, कार्यात्मक अनुप्रयोगों में उनके उपयोग को सक्षम करने की कुंजी है, रोच ने कहा।

रोच और अन्य शोधकर्ताओं ने चुंबकीय क्षेत्र की ताकत को अलग-अलग किया और अध्ययन किया कि यह और अन्य कारक, जैसे कि प्रत्येक मुद्रित परत की मोटाई, आणविक संरेखण को कैसे प्रभावित करते हैं।

इससे वे जटिल लिक्विड क्रिस्टलीय इलास्टोमर आकृतियों को प्रिंट करने में सक्षम हुए जो गर्म होने पर विशिष्ट तरीकों से बदल जाती हैं।

मैकेनिकल डंपिंग का तात्पर्य यांत्रिक प्रणालियों में कंपन या दोलनों की ऊर्जा को कम करना या नष्ट करना है, जिसमें ऑटोमोटिव शॉक एब्जॉर्बर, भूकंपीय डैम्पर्स शामिल हैं जो इमारतों को भूकंप से बचाने में मदद करते हैं, और पुलों पर कंपन डैम्पर्स जो हवा या मोटर वाहनों के कारण होने वाले दोलनों को कम करते हैं।

ओएसयू के छात्र एडम बिस्चॉफ, कार्टर बावकट और मक्सिम सोरकिन तथा अन्य शोधकर्ताओं ने प्रदर्शित किया कि प्रत्यक्ष स्याही लेखन 3डी मुद्रण के रूप में जानी जाने वाली निर्माण विधि से यांत्रिक अवमंदन उपकरण का उत्पादन किया जा सकता है, जो लोडिंग दरों की एक विस्तृत श्रृंखला में ऊर्जा को प्रभावी ढंग से नष्ट कर देता है।

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