स्पेससीएएल माइक्रोग्रैविटी में 3D प्रिंटिंग को वर्जिन गैलेक्टिक के वैज्ञानिकों द्वारा सफलता के रूप में लेबल किया गया 07

कैलिफ़ोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले के शोधकर्ताओं के एक समूह ने हाल ही में अपने माइक्रोग्रैविटी 3D प्रिंटिंग सिस्टम, स्पेससीएएल का एक और सफल परीक्षण पूरा किया। यह अगली पीढ़ी का उपकरण अंतरिक्ष यात्रा के लिए द्वीप यात्रा के द्वार खोल सकता है, जिससे अंतरिक्ष यात्रियों को आवश्यकतानुसार भाग, उपकरण, दवाएँ और यहाँ तक कि अंग प्रिंट करने में सक्षम बनाया जा सके। ये क्षमताएँ अभी भी बहुत दूर हैं, और यह नवीनतम परीक्षण उनके सफर में एक और मील का पत्थर है।

अंतरिक्ष में प्रिंटिंग पर शोध पिछले पाँच वर्षों में बढ़ा है। ये इकाइयाँ अपनी पृथ्वी-आधारित पूर्ववर्तियों से अलग हैं क्योंकि वे अपनी परत बनाने की प्रक्रियाओं में गुरुत्वाकर्षण पर निर्भर नहीं हो सकतीं। इसलिए, इंजीनियरों को अपने प्रिंट को आकार देने के नए तरीके विकसित करने पड़े।

CAL

स्पेससीएएल परियोजना 3D प्रिंटिंग की एक नई विधि CAL “कम्प्यूटेड एक्सियल लिथोग्राफी” का उपयोग करती है। यह विधि प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया करने वाले संवेदनशील पॉलिमर पेश करती है। फोटो-सेंसिटिव रेजिन को लेज़र द्वारा जटिल 3D संरचनाओं में आकार दिया जा सकता है। उल्लेखनीय रूप से, CAL 3D प्रिंटिंग विधि 2017 में हेडन टेलर द्वारा विकसित की गई थी, जो स्पेससीएएल परियोजना के प्रमुख शोधकर्ता हैं।

CAL 3D प्रिंटिंग विधि कम गुरुत्वाकर्षण वाले निर्माण के लिए आदर्श है क्योंकि यह परत-आधारित दृष्टिकोण पर निर्भर नहीं करती। इसके बजाय, सामग्री को एक चेंबर में रखा जाता है और फिर दोहरी लेज़र का उपयोग करके प्रिंट को आकार और कठोर किया जाता है। CAL प्रिंटिंग विधि का एक मुख्य लाभ यह है कि यह विकास को सरल बनाती है और केवल एक इकाई की आवश्यकता होती है।

SpaceCAL

स्पेससीएएल परियोजना 2017 से हुई अनुसंधान और विकास को प्रिंटिंग विधि में लागू करती है। परिणामस्वरूप एक बंद, सुरक्षित और विश्वसनीय तरीका मिलता है जिससे कक्षा या अन्य माइक्रोग्रैविटी स्थितियों में बड़ी मात्रा में सामग्री प्रिंट की जा सकती है। उल्लेखनीय रूप से, स्पेससीएएल ने पहले ही कई कम गुरुत्वाकर्षण परीक्षण पूरे कर लिए हैं। हालांकि, यह नवीनतम परीक्षण पहला था जो कक्षा में प्रवेश किया।

स्रोत – वर्जिन गैलेक्टिक

SpaceCAL परीक्षण

स्पेससीएएल प्रिंटिंग सिस्टम का परीक्षण 8 जून 2024 को वर्जिन गैलेक्टिक VSS Unity पर किया गया। वर्जिन गैलेक्टिक ने इस उपकरण को उपकक्षीय अंतरिक्ष में ले जाया, जिससे यह 140 सेकंड के परीक्षण रन को संचालित कर सका। इंजीनियरों ने अपने प्रिंट के रूप में चार बेंचीज़ का चयन किया। बेंचीज़ का उपयोग 3D प्रिंटरों की सटीकता और क्षमताओं का परीक्षण करने के लिए किया जाता है।

ये परीक्षण प्रिंट सरल डिज़ाइनों से लेकर जटिल बहु-सामग्री संरचनाओं तक की जटिलता में विविध होते हैं। इस परीक्षण के लिए, वैज्ञानिकों ने प्रिंट को अपेक्षाकृत बुनियादी रखा। विशेष रूप से, उन्होंने चार बेंचीज़ प्रिंट किए जिनमें एक छोटा अंतरिक्ष यान और कुछ टगबोट शामिल थे। उल्लेखनीय रूप से, बेंचीज़ को PEGDA नामक प्रकाश-संवेदनशील प्लास्टिक रेजिन का उपयोग करके प्रिंट किया गया।

परिणाम

परीक्षण उड़ान के परिणाम सफल साबित हुए। स्पेससीएएल ने निर्धारित छोटे समय में प्रिंट पूरे किए। वे डिज़ाइनों के अनुसार सटीक थे और प्रत्येक को पूरा करने में केवल 20 सेकंड लगे। शोधकर्ताओं के अनुसार, अगले परीक्षण लंबे समय तक प्रिंटिंग और अधिक जटिल डिज़ाइनों का प्रयास करेंगे।

स्पेससीएएल के लाभ

स्पेससीएएल परियोजना बाजार में कई लाभ ला सकती है। सबसे पहले, यह यात्रियों को आपात स्थितियों में जल्दी और सटीक रूप से भाग प्रिंट करने में सक्षम बनाती है। यह इकाई सीधे-ऑन-डिमांड प्रिंटिंग प्रदान करती है जिसे होम बेस से या उड़ान में अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। गहरी अंतरिक्ष यात्रियों के लिए, यह विकल्प हजारों संभावित स्पेयर पार्ट्स को पैक करने की आवश्यकता को समाप्त करता है।

विभिन्न सामग्री

स्पेससीएएल प्रिंटिंग विधि अत्यंत लचीली है। शोधकर्ताओं ने पहले ही अपनी प्रिंटिंग विधि को 60 से अधिक विभिन्न सामग्रियों के साथ परीक्षण किया है। ये उपकरण सिलिकॉन, प्लास्टिक, कांच कंपोजिट, बायोमैटेरियल और अधिक का उपयोग करके प्रिंट कर सकते हैं। इस प्रकार, वे संसाधन-सीमित वातावरण जैसे अंतरिक्ष यानों के लिए आदर्श हैं जहाँ हर कचरे के टुकड़े को उपयोगी प्रिंट में पुनर्चक्रित किया जा सकता है।

अंतरिक्ष यात्रा को हर ग्राम वजन को ध्यान में रखना पड़ता है। इसलिए, एक ऐसी 3D प्रिंटिंग विधि बनाना महत्वपूर्ण है जो टिकाऊ भाग और उपकरणों को प्रिंट कर सके, साथ ही टिश्यू और जैविक सामग्री को भी समर्थन दे। स्पेससीएएल प्रिंटर की बहुमुखी प्रतिभा इन कार्यों के लिए आदर्श समाधान बन सकती है। अतिरिक्त रूप से, जैसे-जैसे नई रेजिन, पॉलिमर और धातु कंपोजिट उभरते हैं, ये उपकरण उन्नत सामग्री को एकीकृत कर सकते हैं, जिससे कम समय में मजबूत और अधिक जटिल प्रिंट बनते हैं।

एकल प्रिंट

स्पेससीएएल द्वारा अंतरिक्ष यात्रियों को मिलने वाला एक और लाभ यह है कि वह एकल प्रिंट चरण में निर्माण कर सकता है। कई वर्तमान 3D प्रिंटिंग विधियों को कई चरणों की आवश्यकता होती है, जिससे सामग्री, जटिलता, लागत और उपकरणों का वजन बढ़ता है। स्पेससीएएल प्रिंटर एकल प्रिंट चरण में जटिल कस्टम-परिभाषित 3D ज्योमेट्री बना सकता है, जिससे दक्षता और सुरक्षा में सुधार होता है।

तेज़ प्रिंट

स्पेससीएएल प्रिंटिंग विधि परत विधियों की तुलना में बहुत तेज़ है। परीक्षण परिणामों से पता चला कि 3D-प्रिंटेड बेंचीज़ को प्रत्येक प्रिंट में लगभग 20 सेकंड लगे। यह गति भविष्य में इन इकाइयों के नए उपयोग मामलों के द्वार खोलती है। कल्पना करें कि एक अंतरिक्ष यात्री बिना देरी के ऊर्जा भाग, उपकरण या अन्य आवश्यक वस्तु को जल्दी से प्रिंट कर रहा है। उल्लेखनीय रूप से, यह दृष्टिकोण आज की विधियों से बहुत तेज़ है और एक जटिल प्रिंट को पूरा करने में घंटों लग सकते हैं।

डिज़ाइन की स्वतंत्रता

इस शोध ने जो सबसे बड़ा लाभ दिखाया है वह यह है कि माइक्रोग्रैविटी 3D प्रिंटर ऐसे आइटम प्रिंट कर सकते हैं जो पृथ्वी पर संभव नहीं हैं। ये कम गुरुत्वाकर्षण वाले वातावरण सामग्री प्रवाह को सुधारते हैं और इंजीनियरों को अपने डिज़ाइनों में अधिक रचनात्मक बनने की अनुमति देते हैं। इस प्रकार, भविष्य में कक्षीय एडिटिव मैन्युफैक्चर किए गए उत्पाद दैनिक जीवन के महत्वपूर्ण तत्व बन सकते हैं।

स्पेससीएएल के उपयोग केस

स्पेससीएएल प्रिंटरों के कई त्वरित उपयोग केस हैं। मुख्य रूप से, उन्हें गहरी अंतरिक्ष यात्रा के महत्वपूर्ण तत्व माना जाता है। यहाँ तक कि इन उपकरणों का उपयोग चंद्रमा को उपनिवेशित करने में मदद करने की भी योजनाएँ हैं। यह नवीनतम परीक्षण टीम के शोध को मान्य करता है और स्पेससीएएल विधि द्वारा प्रदान किए गए बेहतर प्रदर्शन को दर्शाता है। भविष्य में, इन उपकरणों के विभिन्न रूपों का उपयोग भागों से लेकर घरों तक सब कुछ प्रिंट करने में किया जा सकता है।

चिकित्सा आवश्यकताएँ

स्पेससीएएल परियोजना का एक सबसे आकर्षक और विज्ञान-कथा जैसा पहलू इसकी बायोमैटेरियल प्रिंट करने की क्षमता है। कल्पना करें कि अंतरिक्ष यात्री अंग, दंत आवश्यकताएँ, त्वचा ग्राफ्ट और यहाँ तक कि नई लेंस प्रिंट कर रहे हैं। शोधकर्ता इसे अपनी रचना का भविष्य मानते हैं। वे एक ऐसे दिन की कल्पना करते हैं जब स्पेससीएएल प्रिंटरों का उपयोग ऐसे अंग बनाने में किया जाएगा जो पृथ्वी पर प्रिंट करना असंभव हो। ये अंग अंतरिक्ष यात्रियों द्वारा उपयोग किए जा सकते हैं या जनसंख्या के उपयोग के लिए पृथ्वी पर वापस भेजे जा सकते हैं।

शोधकर्ता

इस परियोजना के शोध में UC बर्कले और लॉरेंस लिवरमोर नेशनल लैबोरेटरी (LLNL) के छात्रों की एक टीम शामिल थी, जिसका नेतृत्व हेडन टेलर ने किया। शोधकर्ता डिलन बाल्क, जैकब गॉट्समैन, स्कायलर चान, सीन चु, ब्रायन चंग, अमीरा एल्गोनेमी, एंथनी मूडी, जेक निकेल, डिलन पॉटर, ऑस्टिन पोर्टिनॉज़, अनुस्री स्रीनाथ, और ऑड्री यंग ने भी स्पेससीएएल अवधारणा को विकसित करने और परीक्षण करने में मदद की।

स्पेससीएएल को NASA के फ़्लाइट ऑपर्च्युनिटीज़ प्रोग्राम, बर्कले इंजीनियरिंग, और वर्तमान में निर्माणाधीन बर्कले स्पेस सेंटर से समर्थन मिला है। अतिरिक्त रूप से, इस परियोजना ने $1.4 मिलियन का अनुदान सुरक्षित किया, जिससे शोधकर्ताओं को अपने उपकरण और परीक्षण को सुधारने में मदद मिली।

इस अध्ययन का उपयोग करके राजस्व बढ़ा सकने वाली कंपनियां

कई निर्माताओं द्वारा स्पेससीएएल प्रिंटिंग तकनीक को एकीकृत करके नए उत्पाद प्रदान किए जा सकते हैं या मौजूदा उत्पादों में सुधार किया जा सकता है। इन कंपनियों का अपने-अपने बाजारों में पहले से ही मजबूत स्थान है और उच्च गति और कुशल स्पेससीएएल प्रिंटिंग विधियों का परिचय उनके प्रस्तावों को काफी हद तक सुधार सकता है।

Organovo Holdings

Organovo Holdings एक अग्रणी बायोमेडिकल 3D प्रिंटिंग कंपनी है। कंपनी का लक्ष्य 3D प्रिंटरों का उपयोग करके मानव अंग और ऊतक की नकल करना है, जिससे शोधकर्ता दवाओं, पर्यावरण और अन्य कारकों के प्रभावों का अध्ययन बिना लोगों को जोखिम में डाले कर सकें।

Organovo Holdings सैन डिएगो में स्थित है और 3D बायो-टिश्यू प्रिंटिंग क्षेत्र में एक अग्रणी है। इसके उत्पाद शोधकर्ताओं को रोगों, संक्रमणों और उनके संभावित उपचारों का अध्ययन करने में सक्षम बनाते हैं। टिश्यू और जैविक सामग्री को प्रिंट करने की क्षमता एक ऐसे भविष्य के द्वार खोलती है जहाँ दाताओं की आवश्यकता नहीं होगी और आपातकालीन चिकित्सा प्रक्रियाएँ तेज़ी से हो सकेंगी, जिससे सालाना लाखों जीवन बचेंगे।

Organovo Holdings आपके पोर्टफ़ोलियो में एक मजबूत जोड़ है। कंपनी ने हाल ही में इस वर्ष के डाइजेस्टिव डिज़ीज़ वीक (DDW2024) में अपने शोध पर बात की। बाजार में अग्रणी के रूप में कंपनी की स्थिति, साथ ही बायोमेडिकल प्रिंटेड सेवाओं की बढ़ती मांग, Organovo Holdings को भविष्य की सफलता के लिए तैयार करती है।

Proto Labs

PRLB मूल्य चार्ट

Proto Labs (PRLB ) ने 1999 में बाजार में प्रवेश किया और मिनेसोटा के मेपल प्लेन में स्थित है। कंपनी छोटे-रन और प्रोटोटाइप प्रिंट में विशेषज्ञता रखती है। यह विभिन्न सेवाएँ प्रदान करती है, जिसमें तेज़-टर्नअराउंड एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग और इंजेक्शन मोल्डिंग शामिल हैं। कंपनी की तेज़ टर्नअराउंड और लचीलापन ने इसे अपने बाजार में प्रमुख स्थिति हासिल करने में मदद की है।

Proto Labs के पास विभिन्न उद्योगों में व्यापक जानकारी है। विशेष रूप से, कंपनी उपभोक्ता उत्पाद, चिकित्सा उपकरण और ऑटोमोटिव पार्ट्स प्रदान करती है। निर्माता इंजीनियरों को CAD जैसे लोकप्रिय सॉफ़्टवेयर में निर्माण करने और फिर तेज़ परिणामों के लिए अपने प्रिंट भेजने में सक्षम बनाता है। Proto Labs प्रिंट को कुछ दिनों में लौटाता है, जिससे यह प्रोटोटाइपिंग के लिए प्रमुख समाधान बन जाता है।

Proto Labs सेवाओं की मांग वर्षों से लगातार बढ़ रही है। कंपनी का वर्तमान मार्केट कैप $857.71M है। यदि Proto Labs स्पेससीएएल तकनीकों को अपने व्यवसाय मॉडल में एकीकृत कर सके, तो वह अपने ग्राहकों को और भी तेज़ प्रोटोटाइपिंग प्रदान कर सकता है। यह प्रिंटिंग लागत को भी कम कर सकता है और अपने वर्तमान कई प्रिंटरों की आवश्यकता को समाप्त कर सकता है।

3D प्रिंटिंग का भविष्य

3D प्रिंटिंग का भविष्य उज्ज्वल दिख रहा है। पिछले कुछ वर्षों में उद्योग में कई प्रमुख विकास हुए हैं। आज के सबसे उन्नत 3D प्रिंटर अब कम शक्ति वाले लेज़र का उपयोग करते हैं और एक ही उपकरण से कई सामग्रियों को प्रिंट कर सकते हैं। इस प्रकार, अब कार्यशील जटिल और यहाँ तक कि इलेक्ट्रिक डिवाइस भी प्रिंट करना संभव है।

गहरी अंतरिक्ष अनुसंधान

गहरी अंतरिक्ष अनुसंधान R&D प्रयासों को निरंतर प्रेरित करता रहता है। हाल ही में, 3D-प्रिंटेड दिल अंतर्राष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन में लाए गए। लक्ष्य अंतरिक्ष विकिरण के अंगों पर प्रभावों को देखना था। यह शोध एक बड़े मिशन का हिस्सा है, जिसे ब्राउन और जॉन्स हॉपकिन्स विश्वविद्यालय, साथ ही NASA से समर्थन मिला है।

आसान इंटरफ़ेस

बड़े भाषा मॉडल AI चैटबॉट्स एक और प्रमुख विकास हैं जो 3D प्रिंटिंग अनुभव को पुनः आकार देंगे। ये इंटरफ़ेस लोगों को कंप्यूटरों के साथ मानव की तरह संवाद करने में सक्षम बनाते हैं। ChatGPT जैसे प्रोग्राम ने इन उपकरणों की शक्ति और कैसे वे दक्षता बढ़ा सकते हैं, क्षमताओं का विस्तार कर सकते हैं, और लागत को कम कर सकते हैं, यह दिखाया है।

भविष्य में, 3D प्रिंटिंग को बहुत अधिक तकनीकी कौशल की आवश्यकता नहीं होगी। अधिकांश इकाइयों को केवल टेक्स्ट या आवाज़ निर्देशों की आवश्यकता होगी ताकि वे जटिल कार्यों को पूरा कर सकें, जिन्हें उन्होंने वर्षों के डेटा और अपने AI मॉडल के अपग्रेड के माध्यम से धीरे-धीरे सीखा है। जब आप स्पेससीएएल प्रिंटिंग तकनीक को उन्नत AI क्षमताओं के साथ मिलाते हैं, तो यह तकनीक असीम संभावनाओं से भरपूर प्रतीत होती है।

उच्च दक्षता वाले प्रिंटर

हाल ही में, शोधकर्ताओं ने एक नई डुअल लेज़र प्रिंटिंग विधि बनाई जो लागत और बर्बादी को कम करती है। इस विधि ने सामान्य फेम्टोसेकंड लेज़र में से एक को कम शक्ति वाले यूनिट में बदल दिया। टीम ने फिर एक नई गणनात्मक सूत्र प्रस्तुत किया जिससे उन्होंने लेज़रों के बीच इष्टतम ट्यूनिंग निर्धारित की। परिणाम मूल डुअल फेम्टोसेकंड लेज़रों के समान हैं।

नई विधि ने बहुत सस्ता लेज़र विकल्प उपयोग किया, जिससे लागत में उल्लेखनीय कमी आई। अतिरिक्त रूप से, इस अपग्रेड को न्यूनतम प्रयास के साथ निर्माण क्षेत्र में उपयोग हो रहे अधिकांश वर्तमान लेज़र 3D प्रिंटरों में फिट किया जा सकता है। इस प्रकार, यह अपग्रेड वैश्विक स्तर पर 3D प्रिंटिंग लागत को कम करने में मदद कर सकता है और जल्द ही और भी किफायती उपकरणों के द्वार खोल सकता है।

एक और सफल परीक्षण

यह नवीनतम परीक्षण दौर टीम की मिशन में हुई तेज़ प्रगति को उजागर करता है। आप इस परियोजना के बारे में और सुनने की उम्मीद कर सकते हैं क्योंकि इंजीनियर अंतरिक्ष यात्रा के दौरान जटिल उपकरणों को प्रिंट करने की कोशिश कर रहे हैं। अभी के लिए, इस नवाचारी टीम के माइक्रोग्रैविटी प्रिंटिंग में अग्रणी प्रयास एक दिन अरबों लोगों के जीवन को सुधार सकते हैं।

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