ایپلی کیشن فیلڈز اور ٹائٹینیم الائے تھری ڈی پرنٹنگ کی ترقی

ٹائٹینیم اضافی مینوفیکچرنگ میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والی دھاتوں میں سے ایک ہے اور یہ ایرو اسپیس، مشترکہ تبدیلی اور جراحی کے اوزار، ریسنگ اور سائیکل کے فریموں، الیکٹرانکس اور دیگر اعلیٰ کارکردگی والی مصنوعات میں استعمال ہوتی ہے۔ ٹائٹینیم اور ٹائٹینیم پر مبنی مرکب مختلف صنعتوں کی طرف سے ان کی اعلی مکینیکل طاقت، اعلی طاقت سے وزن کے تناسب، اور سٹینلیس سٹیل سے بہتر سنکنرن مزاحمت کی وجہ سے قدر کی جاتی ہے۔ اس مواد کا استعمال راکٹ اور ہوائی جہاز کو ہلکا بنا سکتا ہے، اس طرح ایندھن کی بچت اور پے لوڈ میں اضافہ ہوتا ہے۔ صلاحیت اس کا استعمال ہلکے وزن والے الیکٹرانکس جیسے اسمارٹ فونز اور وی آر چشموں کے ساتھ ساتھ میڈیکل امپلانٹس میں بھی کیا جا سکتا ہے۔ مزید برآں، جب ٹائٹینیم کی موروثی خصوصیات کو 3D پرنٹنگ کی منفرد صلاحیتوں کے ساتھ ملایا جائے گا، تو فوائد اور بھی واضح ہوں گے۔ تو، 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم کے مخصوص استعمال کیا ہیں؟ عام ٹائٹینیم کیا ہیں؟ پرنٹرمارکیٹ میں ہے؟

△ 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم حصے

GE Additive سے کولہے کے جوڑ، Sciaky سے فین بلیڈ، Arcam Darker سے راکٹ ٹپس، 3D سسٹمز سے ٹائٹینیم جالی کے اجزاء، EOS سے ٹائٹینیم سٹینٹس، Zenith Tecnica سے سرجیکل سپائنل امپلانٹس

3D پرنٹنگ خام مال کے فضلے کو کم کرتے ہوئے ٹائٹینیم کی زیادہ موثر تیاری کی اجازت دیتا ہے۔ ایک اضافی ٹکنالوجی کے طور پر، دھاتی 3D پرنٹنگ عام طور پر صرف وہ مواد استعمال کرتی ہے جو حصے کی تعمیر کے لیے درکار ہوتی ہے، اس کے ساتھ نسبتاً کم مقدار میں سپورٹ ساختی مواد بھی استعمال ہوتا ہے۔ 3D پرنٹنگ پیچیدہ ڈیزائنوں کو بھی قابل بناتی ہے، جیسے کہ اندرونی چینلز اور کھوکھلی یا جالیوں سے بھرے حصے وزن کو کم کرنے کے لیے، جو کہ کسی دوسرے مینوفیکچرنگ طریقہ سے ممکن نہیں ہے۔ چونکہ وہاں کوئی مولڈ یا ٹولنگ نہیں ہے، ٹائٹینیم 3D پرنٹنگ لاگت سے مؤثر طریقے سے ایک قسم کے پرزے بنا سکتی ہے جیسے کہ مریض کے لیے مخصوص امپلانٹس، پروٹو ٹائپس، اور تحقیقی ٹولز۔ مینوفیکچرنگ، صحت کی دیکھ بھال، خلائی تحقیق اور بہت کچھ کو آگے بڑھانے کے لیے 3D پرنٹنگ ٹائٹینیم کی بے شمار مثالیں موجود ہیں۔

3D پرنٹنگ ٹائٹینیم کھوٹ استعمال کرتا ہے۔

△2023 میں، پنیرائی نے 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم کیس سے لیس آبدوز S Brabus PAM01283 جاری کیا۔ دائیں طرف کی تصویر سے پتہ چلتا ہے کہ Holthinrichs Deconstructed نے پہلی 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم گھڑی لانچ کی۔

Titanium 3D پرنٹنگ پہلے سے ہی وسیع پیمانے پر طبی آلات، پرفارمنس بائیسکل، لگژری گھڑیاں اور کنزیومر الیکٹرانکس جیسی متنوع مصنوعات تیار کرنے کے لیے استعمال کی جا رہی ہے، اس امید کے ساتھ کہ اختراعی، اکثر حسب ضرورت ڈیزائنز کے ذریعے ہلکے وزن کے باوجود مضبوط مصنوعات کی فراہمی کی امید ہے۔

● صحت سے متعلق مصنوعات اور الیکٹرانک مصنوعات

3D پرنٹنگ بہت پتلی دیواروں والے، پیچیدہ ٹائٹینیم کے پرزے تیار کر سکتی ہے، جو اکثر گھڑی کے کیسز بنانے کے لیے استعمال ہوتے ہیں، جیسے کہ اوپر دکھائی گئی Panerai اور Holthinrichs گھڑیاں۔ کہا جاتا ہے کہ ٹائٹینیم الائے واچ کیسز بھی ایپل واچ الٹرا کا آنے والا حصہ ہوں گے۔

2023 Honor Magic V2 فولڈنگ اسمارٹ فون میں استعمال ہونے والا 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم الائے قبضہ شفٹ کور

2023 میں، اسمارٹ فون بنانے والی کمپنی Honor نے اپنا نیا فولڈ ایبل Magic V2 لانچ کیا، جس میں 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم ہینگڈ شفٹ کور ہے جو کہ پچھلے ایلومینیم ورژن سے ہلکا اور 150% زیادہ مضبوط ہے۔ آنر نے کہا کہ ٹائٹینیم کا یہ چھوٹا ٹکڑا، جسے دسیوں ہزار میں 3D پرنٹ کیا جا سکتا ہے، پروڈکٹ کی پائیداری اور ہموار فولڈنگ اور کھولنے کی کلید ہے۔

● میڈیکل اور ڈینٹل ایمپلانٹس

△امریکن آرتھو فکس میڈیکل کے 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم امپلانٹ کنسٹروکس ممی ٹی اسپیسر سسٹم کو 2021 میں امریکی FDA نے منظور کیا تھا۔

طبی صنعت میں، 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم امپلانٹس ریڑھ کی ہڈی، کولہے، گھٹنے اور ایکسٹریمٹی ایپلی کیشنز میں دھات کی موروثی بایو کمپیٹیبلٹی اور اچھی میکانیکل خصوصیات کی وجہ سے کامیاب رہے ہیں، جس کے ساتھ 3D پرنٹ حسب ضرورت غیر محفوظ ڈھانچے (اس طرح osseointegration کو قابل بناتا ہے) اور بہتر مریضوں کے لیے بڑے پیمانے پر حسب ضرورت ہے۔ 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم امپلانٹس ریگولیٹری منظوری اور مانگ حاصل کر رہے ہیں۔ چونکہ زیادہ تر طبی امپلانٹس ایک ہی حالت میں لوگوں کی ایک بڑی تعداد کا احاطہ کرنے کے لیے بنائے جاتے ہیں، اس لیے وہ ہر ایک کے لیے موزوں نہیں ہیں۔ نایاب بیماریوں والے لوگ اکثر خارج کردیئے جاتے ہیں۔ اب، 3D پرنٹنگ کے ساتھ، خاص طور پر انفرادی مریضوں کے لیے بنائے گئے امپلانٹس تیار کرنا ممکن ہے۔

2023 میں، برطانیہ میں ایک سرجن نے ایک ہی دن کلائی کی چار سرجری کیں، جس میں کلائی کی پہلے ٹوٹی ہوئی خرابیوں کو درست کرنے کے لیے مریض کے لیے مخصوص 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم پلیٹیں استعمال کی گئیں۔ ڈاکٹر اکشے ملہوترا، کنسلٹنٹ آرتھوپیڈک سرجن اور ہاتھوں اور کلائیوں کے لیے کلینکل لیڈ، نے کہا: "ایک بار منصوبہ بندی کا یہ عمل مکمل ہونے کے بعد، ٹائٹینیم پاؤڈر کا استعمال کرتے ہوئے بیسپوک پلیٹوں کو پرنٹ کیا جاتا ہے، پھر ٹیسٹ کیا جاتا ہے، برطانیہ بھیج دیا جاتا ہے اور سرجری کی تیاری کے لیے کاؤنٹی ہسپتال میں جراثیم سے پاک کیا جاتا ہے۔"

△CoreLink کے 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم پیچ میں ایک غیر محفوظ ڈھانچہ ہے جو ہڈیوں کی نشوونما کو فروغ دیتا ہے، اور فنگر کٹ کنسورشیم کے نئے مریض کے لیے مخصوص ٹائٹینیم انگلی کے جوڑ

بھارت کے منی پال ہسپتال کے ڈاکٹروں نے 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم کا استعمال کیا جب انہوں نے 2022 میں کینسر کے مریض کا علاج کیا جس کا ٹیومر اس کے سینے کو تباہ کر رہا تھا۔ عام طور پر اس سائز کے امپلانٹس انسانی جسم کو برداشت کرنے کے لیے بہت زیادہ بھاری ہوں گے، لیکن چونکہ ٹائٹینیم ہلکا اور انتہائی مضبوط ہے، اس کا وزن 250 گرام سے کم ہے، اس لیے یہ جسم کے اندر پرنٹنگ کے لیے بہترین ہے۔ 3D پرنٹ شدہ امپلانٹ کی کامیابی کی بدولت، مریض مکمل طور پر صحت یاب ہو گیا اور سانس لینے میں مدد کے لیے بیرونی مشینوں پر انحصار کیے بغیر اپنی معمول کی زندگی میں واپس آنے کے قابل ہو گیا۔

△ ٹائٹینیم تھری ڈی پرنٹنگ کے ذریعے، اینجل سائیکل ورکس وزن کو نمایاں طور پر کم کرنے اور نئی Heaven بائیک کے ڈیزائن کو بہتر بنانے میں کامیاب رہا

3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم آج کی پرفارمنس بائک میں عام ہے۔ ٹائٹینیم کا استعمال کرینکس، بریک لیورز، تنوں، ڈیریلور ہینگرز اور یہاں تک کہ مکمل فریموں میں بھی ہوتا ہے۔ ٹائٹینیم کاربن فائبر کی پائیداری کے مسائل کے بغیر، ایلومینیم کی طرح مضبوط اور کاربن فائبر کی طرح ہلکا ہے۔ موٹر سائیکل بنانے والی کمپنی کاربن واسپ بتاتی ہے کہ وہ اپنے تازہ ترین آفٹر مارکیٹ کرینک آرمز بنانے کے لیے 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم استعمال کرنے کے حق میں ایلومینیم اور کاربن فائبر کو کیوں کھود رہا ہے۔ کاربن واسپ نے کہا: "ہم نے کاربن فائبر کو نچوڑنے کے بغیر کرینک کو گیئر باکس شافٹ میں کلیمپ کرنے کے لیے ہر طرح کے تخلیقی طریقے نکالے ہیں، لیکن ہمیشہ کچھ میٹل انسرٹس کی ضرورت ہوتی تھی، اور انسرٹس کو کاربن فائبر کے ساتھ چپکنے سے مسائل کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ لیکن بہت زیادہ متاثر ہونے والے علاقوں میں ہم اب بھی سوچتے ہیں کہ کاربن فائبر بہت سے دوسرے مواد کے لیے بہترین ہے، لیکن ہم پہلے ہی ٹائٹینیم کے دیگر حصوں پر کام کر رہے ہیں۔

مکمل فریموں کے بارے میں بات کرتے ہوئے، موٹر سائیکل بنانے والی کمپنی اینجل سائیکل ورکس کا کہنا ہے کہ اس نے ایک ہلکے وزن والے جزو میں ایک آل ٹائٹینیم فریم پرنٹ کیا ہے، جو ریس کے وقت کے اہم سیکنڈز کو شیو کرتا ہے اور نئے ڈیزائن جیومیٹریوں کو قابل بناتا ہے۔ اس کی نئی سپر بائیک جسے Heaven کہا جاتا ہے، پچھلے ورژن سے 400 گرام ہلکی ہے۔ اس سال پائلٹ کے ذریعہ ایک اور آل ٹائٹینیم الائے فریم لانچ کیا گیا ہے جسے پائلٹ سیرین کہا جاتا ہے۔ روڈ بائیک کا فریم مکمل طور پر ٹائٹینیم (تین حصوں میں تقسیم) سے 3D پرنٹ کیا گیا ہے۔ کمپنی کا کہنا ہے کہ 3D پرنٹنگ ٹائٹینیم اسے موٹر سائیکل کو سوار کی ترجیح کے مطابق بنانے کی اجازت دیتا ہے، اور فریم کو کسی پینٹ یا کوٹنگ کی ضرورت نہیں ہے۔

△ بائیسکل کمپنی Mythos گاہکوں کو 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم حصوں کی ایک رینج پیش کرتی ہے، بشمول ان ہینڈل بارز، جبکہ Verve سائیکلنگ (دائیں) نئے 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم کرینکس پیش کرتی ہے۔

△GKN ایرو اسپیس اپنی ٹیکساس فیکٹری میں ایک نئے بڑے پیمانے پر ٹائٹینیم 3D پرنٹر شامل کرنے کا ارادہ رکھتی ہے

△ چونکہ NASA کو صرف ایک کی ضرورت ہے، اس لیے چاند کے قابل استعمال بازو کے لیے 3D پرنٹنگ ٹائٹینیم کے اجزاء روایتی مینوفیکچرنگ سے زیادہ معنی خیز ہیں۔

● مینوفیکچرنگ

سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرر ASML اب ٹائٹینیم کیرئیر ٹرے پرفارمز (وفر پروڈکشن میں استعمال کیا جاتا ہے) بنانے کے بجائے 3D پرنٹنگ کر رہا ہے، خام مال میں 64% کی بچت کرتا ہے اور انہیں تیزی سے پہنچاتا ہے۔ نورسک ٹائٹینیم، ڈائریکٹڈ انرجی ڈیپوزیشن (DED) پلیٹ فارم کا استعمال کرتے ہوئے دھاتی اضافی بنانے والی کمپنی، سیمی کنڈکٹر ویفر پروڈکشن میں استعمال کے لیے Ti64 کے ساتھ 80 کلوگرام (تقریباً 176 پاؤنڈ) کے قریب خالص شکل کے پریفارم پرنٹ کر رہی ہے۔

△3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم الائے وہیل ہب بریکٹ جو واشنگٹن یونیورسٹی نے تیار کیا ہے

△ ٹائٹینیم پاؤڈر

کئی کمپنیاں، بشمول ورچوئل فاؤنڈری، ایکسٹروڈر پر مبنی فیوزڈ ڈیپوزیشن ماڈلنگ (FDM) کے لیے ٹائٹینیم وائر پیش کرتی ہیں۔ مواد میں پی ایل اے میں سرایت شدہ دھاتی پاؤڈر ہوتا ہے اور اسے 205 ° C سے زیادہ ایکسٹروڈر درجہ حرارت پر FDM پرنٹرز کا استعمال کرتے ہوئے پرنٹ کیا جا سکتا ہے۔ پوسٹ پروسیسنگ اور sintering کے بعد، یہ فلیمینٹس 90% سے زیادہ دھاتی مواد کے ساتھ دھات کے پرزے تیار کر سکتے ہیں، جو انہیں پروٹو ٹائپنگ کے لیے موزوں بناتے ہیں۔

△یونیورسٹی میٹل تھری ڈی پرنٹنگ لیبارٹری، واشنگٹن جوائنٹ سینٹر فار ارتھ ابینڈنٹ میٹریلز کی تعیناتی اور تحقیق، ٹائٹینیم سے پرزے بناتی ہے۔

مختصر میں، 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم کی مستقبل کی ترقی امید سے بھری ہوئی ہے اور بہت سے شعبوں میں ایک بڑا کردار ادا کرے گی۔ مسلسل تکنیکی جدت طرازی اور ایپلیکیشن کی توسیع کے ذریعے، 3D پرنٹ شدہ ٹائٹینیم معاشرے میں زیادہ آسان، موثر اور اعلیٰ معیار کے دھاتی پرزے لائے گا۔