ہائی ٹمپریچر کاربن فائبر PEEK میں 3D پرنٹ کیے گئے ایرو اسپیس پارٹس

    Orion میں ہمارے انجینئرز نے ہماری ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ (AM) ٹیکنالوجیز کا روایتی مینوفیکچرنگ پراسیسز سے موازنہ کیا اور معلوم ہوا کہ ہماری 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجیز نے مماثل نتائج دیے، جبکہ ضیاع اور آپریٹنگ اخراجات میں 95% کمی آئی اور لیڈ ٹائم 6 ہفتوں سے کم ہو کر چند دن رہ گیا۔ جہاں CNC مشیننگ تیار شدہ آبجیکٹ حاصل کرنے کے لیے مٹیریل ہٹاتی ہے، وہاں ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ صرف ضرورت کی جگہ مٹیریل شامل کرتی ہے، اور یوں ضیاع بہت کم ہو جاتا ہے۔ مٹیریلز کو لیئر بہ لیئر درستی سے شامل کر کے 3D پرنٹنگ مینوفیکچررز کو روایتی مینوفیکچرنگ پراسیسز کا کم ضیاع والا متبادل فراہم کرتی ہے۔ تاہم Orion AM کی ٹیکنالوجی پیٹنٹ کے زیرِ التوا عمل کے ذریعے دھات جتنے مضبوط اور ہلکے تھرموپلاسٹک پارٹس تیار کر کے دیگر 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجیز سے ممتاز ہے۔
Orion AM کا عمل فیوزڈ فلامنٹ فیبریکیشن (FFF) پر مبنی ہے، جو ABS اور PLA جیسے کم مضبوطی والے قابلِ پراسیس مٹیریلز کی وجہ سے زیادہ تر پروٹو ٹائپس بنانے تک محدود رہی ہے۔ تاہم Orion AM کی ٹیکنالوجی ان ایرو اسپیس گریڈ پولیمرز کی بدولت FFF کو نئی زندگی دے رہی ہے جنہیں یہ پراسیس کر سکتی ہے، اور جو زیادہ درجۂ حرارت اور زیادہ مضبوطی والے تھرموپلاسٹکس ہیں جو عموماً دھاتوں کی جگہ استعمال ہوتے ہیں۔

    Orion کا عمل بنیادی طور پر PEEK جیسے انجینئرنگ گریڈ پولیمرز پر مرکوز ہے اور اس نے ایسی حتمی اینڈ یوز پروڈکٹس تیار کی ہیں جو CNC مشیننگ یا انجیکشن مولڈنگ سے روایتی طور پر تیار کردہ پروڈکٹس جتنی مضبوط ہیں۔ اس کی بنیادی وجہ Orion کا پیٹنٹ کے زیرِ التوا عمل ہے جو پرنٹنگ کے دوران پرنٹ ہونے والے آبجیکٹ کو 300C تک مؤثر طریقے سے گرم کرنے کے لیے تھرمل ریڈی ایشن ہیٹنگ (TRH) استعمال کرتا ہے۔ نتیجتاً Orion ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ انڈسٹری کو محض پروٹو ٹائپس سے آگے بڑھا کر قابلِ استعمال انجینئرنگ اینڈ یوز پارٹس کی تیاری کے میدان میں لے جا رہا ہے۔
ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ سے پہلے PEEK زیادہ تر انجیکشن مولڈنگ پراسیسز میں استعمال ہوتا تھا۔ اگرچہ انجیکشن مولڈنگ بڑی تعداد میں قابلِ اعتماد پارٹس بنا سکتی ہے، لیکن کم تعداد میں حسبِ ضرورت پیداوار معاشی طور پر قابلِ عمل نہیں، اور مولڈنگ کے عمل اور خود مولڈ کی نوعیت کی وجہ سے پارٹس کی پیچیدگی بھی محدود رہتی ہے۔ اگر ایپلی کیشن کو باریک خم، نالیوں اور خلا والی شکل درکار ہو تو انجیکشن مولڈنگ کا عمل تسلی بخش نتیجہ نہیں دے سکتا تھا۔ ایک اور متبادل CNC مشیننگ تھا، تاہم مٹیریل کے زیادہ ضیاع کی وجہ سے یہ عمل معاشی طور پر قابلِ عمل نہیں رہتا۔ Orion AM کے A150 3D پرنٹر کے ساتھ PEEK اور دیگر ہائی پرفارمنس پولیمرز کو ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ کے ذریعے پراسیس کر کے انجیکشن مولڈنگ جتنی مضبوطی والے پیچیدہ شکلوں کے پارٹس میں پرنٹ کیا جا سکتا ہے۔ Orion A150 سسٹم کے ساتھ مینوفیکچررز وہی فوائد حاصل کر سکتے ہیں جو انہیں انجیکشن مولڈنگ سے ملتے، مگر مولڈ کی حدود اور زیادہ لاگت کے بغیر۔ مزید یہ کہ جو پارٹس روایتی مینوفیکچرنگ طریقوں سے تیار نہیں ہو سکتے تھے، وہ اب AM سے ممکن ہیں۔
پس منظر کے طور پر، 3D پرنٹنگ میں ایک وقت میں ایک لیئر مٹیریل شامل کر کے آبجیکٹ تیار کیا جاتا ہے۔ زیادہ تر 3D پرنٹنگ سسٹمز کی خامی یہ ہے کہ اگلی لیئر شامل ہونے سے پہلے مٹیریل عموماً ٹھنڈا ہو جاتا ہے، جس کا نتیجہ وہ ہوتا ہے جسے عام طور پر کمزور انٹر لیئر بانڈ کہا جاتا ہے۔ زیادہ میلٹنگ ٹمپریچر والے سیمی کرسٹلائن ہائی پرفارمنس پولیمرز میں یہ اثر اور بھی بڑھ جاتا ہے۔
اگرچہ یہ تجویز کیا جاتا ہے کہ ہیٹڈ چیمبر والا 3D پرنٹر استعمال کیا جائے تاکہ پرنٹ چیمبر کے اندر ہوا کو 180C سے زیادہ (کنویکشن کے ذریعے) گرم کیا جا سکے، تاہم اس کے نتائج مختلف رہے ہیں۔ Orion کی TRH ٹیکنالوجی ہوا کے بجائے آبجیکٹ کو گرم کرنے کے لیے ہر سمت سے لگائی گئی تھرمل ریڈی ایشن استعمال کرتی ہے، جس سے پرنٹ ہونے والا آبجیکٹ انتہائی مؤثر طریقے سے گرم ہوتا ہے۔ A150 سسٹم TRH ٹیکنالوجی استعمال کرتا ہے جو مسلسل تھرمل ریڈی ایشن کا ذریعہ فراہم کرتی ہے اور پرنٹ ہونے والے آبجیکٹ کو 300℃ تک گرم کرتی ہے، جس سے انٹر لیئر بانڈنگ بڑھتی اور مکینیکل مضبوطی بہتر ہوتی ہے۔ Orion AM کے عمل سے زیادہ یکساں ساخت، زیادہ کثافت اور زیادہ مضبوطی والے پرنٹس حاصل ہوتے ہیں، جو انہیں اینڈ یوز ایپلی کیشنز کے لیے موزوں بناتے ہیں۔ نیچے دی گئی جدول Orion AM کی پیٹنٹ کے زیرِ التوا ٹیکنالوجی کے اثر کو نمایاں کرتی ہے۔