ইনজেকশন মোল্ডিং সাধারণত থার্মোপ্লাস্টিক এবং কখনও কখনও ধাতুগুলির মতো গলিত উপকরণগুলিকে অত্যন্ত উচ্চ চাপে বিশেষভাবে তৈরি ছাঁচে ঠেলে দেওয়া হয়। 2024 সালের একটি প্রতিবেদন অনুযায়ী উৎপাদন প্রক্রিয়াগুলির, এতে মূলত চারটি প্রধান ধাপ জড়িত। প্রথমে কাঁচামাল গলানো হয় যতক্ষণ না এটি কাজ করার জন্য প্রস্তুত হয়। তারপর আসে আসল ইনজেকশন পর্ব, যেখানে চাপ 10 হাজার থেকে 20 হাজার পাউন্ড প্রতি বর্গ ইঞ্চি পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে। এর পরে, পুরো কিছুকে ঠিকমতো শীতল হতে সময় লাগে, যা প্রায় 5 সেকেন্ড থেকে অর্ধেক মিনিট পর্যন্ত সময় নিতে পারে, যা নির্ভর করে আমরা কোন ধরনের পলিমার নিয়ে কাজ করছি তার উপর। অবশেষে, যখন অংশটি যথেষ্ট শক্ত হয়ে যায়, মেশিনগুলি স্বয়ংক্রিয়ভাবে এটিকে ছাঁচ থেকে বের করে দেয়। এই পদ্ধতির আশ্চর্যজনক বিষয় হল এটি কতটা নির্ভুল। কিছু অংশ এমন নির্ভুল মাত্রায় বের হয় যে এগুলি শুধুমাত্র প্লাস বা মাইনাস 0.005 ইঞ্চি পর্যন্ত পার্থক্য করে। এই ধরনের সামঞ্জস্য ইনজেকশন মোল্ডিং-কে গাড়ির যন্ত্রাংশের মতো জিনিসের জন্য আদর্শ করে তোলে যেগুলির ঠিকঠাক ফিট করা দরকার, অথবা চিকিৎসা সিরিঞ্জে ব্যবহৃত সেই ক্ষুদ্র ব্যারেলগুলির জন্য যেখানে এমনকি ছোট পার্থক্যগুলিরও অনেক গুরুত্ব রয়েছে।
যখন দ্রুত অনেকগুলি প্লাস্টিকের অংশ তৈরির কথা আসে, তখন ইনজেকশন মোল্ডিং-এর চেয়ে ভালো কিছু হয় না। শিল্প মানের মেশিনগুলি ঘণ্টায় এক হাজারের বেশি পিস তৈরি করতে পারে, যার প্রতিটির খরচ ১০,০০০ এর বেশি ইউনিট উৎপাদনের সময় প্রতিটির জন্য দশ সেন্টের কম হয়। প্লাস্টিক শিল্প সংস্থার একটি সদ্য প্রকাশিত প্রতিবেদনে আরও একটি আকর্ষক তথ্য পাওয়া গেছে - বড় পরিসরের উৎপাদনের ক্ষেত্রে 3D প্রিন্টিং পদ্ধতির তুলনায় ইনজেকশন মোল্ডিং ত্রুটিগুলি প্রায় 93 শতাংশ কমিয়ে দেয়। আরও ভালো হল এই যে বিভিন্ন উৎপাদন চক্রের মধ্যে সবকিছু কতটা স্থিতিশীল থাকে, যেখানে ব্যাচগুলির মধ্যে পরিমাপ 99.8% নির্ভুলতার সঙ্গে মিলে যায়। এই ধরনের নির্ভরযোগ্যতার পেছনে কারণ কী? আধুনিক সরঞ্জামগুলিতে স্মার্ট নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থা সহ যন্ত্রপাতি থাকে যা অংশগুলি তৈরির সময় তাপমাত্রা প্লাস মাইনাস এক ডিগ্রি সেলসিয়াস এবং চাপ প্রতি বর্গ ইঞ্চিতে পঞ্চাশ পাউন্ডের মধ্যে স্বয়ংক্রিয়ভাবে সামঞ্জস্য করে। এই ছোট কিন্তু গুরুত্বপূর্ণ সামঞ্জস্যগুলি অপারেশনের সময় স্বয়ংক্রিয়ভাবে ঘটে, যার ফলে লাইন থেকে বের হওয়া প্রতিটি পিস আগেরটির প্রায় অভিন্ন দেখতে হয়।
অন্যান্য উৎপাদন পদ্ধতির তুলনায় ইনজেকশন মোল্ডিংয়ের অংশগুলি সাধারণত ভালো যান্ত্রিক শক্তি প্রদর্শন করে। PEEK, ABS এবং পলিকার্বনেট-এর মতো ইঞ্জিনিয়ারিং প্লাস্টিক 15,000 psi পর্যন্ত টান সহ্য করতে পারে, যা সাধারণ তিন ডি মুদ্রিত উপাদানগুলির চেয়ে প্রায় 40 শতাংশ বেশি শক্তিশালী। ইনজেকশন মোল্ডিং প্রক্রিয়াটি উচ্চ চাপে কাজ করার কারণে দৃশ্যমান স্তরের রেখাগুলি দূর করে, যা এটিকে আলাদা করে তোলে। ফলস্বরূপ পৃষ্ঠতল এতটাই মসৃণ হয় যে তা Ra 0.8 মাইক্রন পর্যন্ত সমাপ্তির মান ছুঁয়ে যায়, প্রায় আয়নার মতো মানের, অতিরিক্ত পলিশিংয়ের কোনও প্রয়োজন ছাড়াই। কঠোর শিল্প পরিবেশের কথা বিবেচনা করলে, ইনজেকশন মোল্ডিংয়ের মাধ্যমে তৈরি ফ্লুরোপলিমার উপাদানগুলি অসাধারণ টেকসইতা দেখায়। ASTM মানদণ্ড অনুযায়ী 500 ঘন্টার বেশি সময় তেলে থাকার পরেও সেগুলি অক্ষত থাকে, যা তীব্র রাসায়নিকের বিরুদ্ধে ভেঙে না পড়ে টিকে থাকার তাদের ক্ষমতা প্রমাণ করে।
ইস্পাতের ছাঁচ তৈরির খরচ সাধারণত আট হাজার থেকে ষাশি হাজার ডলারের মধ্যে হয়ে থাকে, এবং একটি ছাঁচ তৈরি করতে আট থেকে চৌদ্দ সপ্তাহ সময় লাগে। এই কারণগুলির কারণে, অধিকাংশ কোম্পানি তখনই এই পথ বেছে নেয় যখন তারা তিন বছরের বেশি আয়ু বিশিষ্ট পণ্য নিয়ে কাজ করার পরিকল্পনা করে। মেশিনারি টুডে’র 2024 এর প্রতিবেদন অনুযায়ী, প্রায় প্রতি চারজন উৎপাদনকারীর মধ্যে তিনজন তাদের কার্যক্রমের জন্য এটিকে একেবারে অপরিহার্য মনে করে। অন্যদিকে, মাঝারি ধরনের উৎপাদন পরিমাণের জন্য—যেমন পাঁচ হাজার থেকে পঞ্চাশ হাজার একক—অ্যালুমিনিয়ামের ছাঁচ ব্যবহার করা যুক্তিযুক্ত। ইস্পাতের তুলনায় এগুলি প্রায় তিরত্রিশ শতাংশ টুলিং খরচ কমায় এবং উৎপাদনের সময় প্রায় অর্ধেক কমিয়ে দেয়। বাজেট নিয়ন্ত্রণ করার পাশাপাশি চাহিদা পূরণের চেষ্টা করার সময় অনেক কারখানাই এই ভারসাম্যটিকে বিশেষভাবে আকর্ষক মনে করে।
100,000 এর বেশি ইউনিটের ক্ষেত্রে, 3D প্রিন্টিংয়ের তুলনায় ইনজেকশন মোল্ডিং প্রতি অংশের খরচ 80—92% হ্রাস করে। খরচের বিশদ বিবরণ হল:
500,000 ইউনিটের ক্ষেত্রে এটি প্রতি অংশে 1.23 ডলারে চূড়ান্ত খরচ হিসাবে দাঁড়ায়—SLS নাইলন প্রিন্টিংয়ের তুলনায় 72% কম। 3D প্রিন্টিং এবং ইনজেকশন মোল্ডিংয়ের মধ্যে ব্রেক-ইভেন পয়েন্ট সাধারণত 1,000 থেকে 5,000 ইউনিটের মধ্যে ঘটে, যা ডিজাইনের জটিলতা এবং উৎপাদনের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে।
তিন মাত্রিকভাবে মুদ্রণের ক্ষমতা ডিজাইনারদের এমন স্বাধীনতা দেয় যা আগে কখনও ছিল না, কারণ এটি কম্পিউটার ফাইল থেকে সরাসরি বস্তুগুলিকে স্তরের পর স্তর গঠন করে, তাই দামি ছাঁচে অর্থ ব্যয় করার কোনও প্রয়োজন হয় না। ইনজেকশন মোল্ডিংয়ের সব ধরনের সীমাবদ্ধতা রয়েছে, যেমন কোণযুক্ত তল এবং সর্বত্র একই ঘনত্বের দেয়ালের প্রয়োজন হয়। কিন্তু যোগজ উৎপাদনের মাধ্যমে নির্মাতারা ভিতরের ফাঁকা স্থান, প্রাকৃতিক প্রবাহমান আকৃতি এবং জটিল অভ্যন্তরীণ পথগুলি তৈরি করতে পারেন যা অন্যথায় অসম্ভব হত। গত বছর ওয়েভলভার প্রকাশিত একটি গবেষণা অনুযায়ী, যেসব ব্যবসায় প্রোটোটাইপে 3D মুদ্রণে রূপান্তরিত হয়েছে তাদের পুনঃনকশার প্রচেষ্টা পুরাতন পদ্ধতির তুলনায় প্রায় চল্লিশ শতাংশ কমে গেছে। এই ধরনের দক্ষতা পণ্য উন্নয়নের সময়সীমায় বাস্তব প্রভাব ফেলে।
এই প্রযুক্তি প্রকৃতপক্ষে পণ্য উন্নয়নের জন্য জিনিসগুলিকে দ্রুত করে তোলে, যা আগে সপ্তাহের কাজ ছিল তা এখন মাত্র কয়েক ঘন্টায় নেমে আসে। ইঞ্জিনিয়ারদের এখন একটি কর্মদিবসের মধ্যে বেশ কয়েকটি ভিন্ন ডিজাইন সংস্করণে তৈরি ও পরীক্ষা চালানো সম্ভব হয়েছে— যা আগে ঐতিহ্যবাহী ইনজেকশন মোল্ডিং পদ্ধতির সাথে সম্ভব ছিল না, কারণ প্রতিটি ছোট পরিবর্তনের জন্য নতুন মোল্ড তৈরি করা প্রয়োজন ছিল। গাড়ি কোম্পানিগুলি এমন গল্প বলছে যে তারা তাদের ডিজাইন কাজে 3D প্রিন্টিং যোগ করার পর প্রাথমিক উৎপাদন পর্ব প্রায় দুই তৃতীয়াংশ কমিয়ে ফেলতে সক্ষম হয়েছে।
১০,০০০ এর নিচে উৎপাদনের ক্ষেত্রে, 3D প্রিন্টিং ইনজেকশন ছাঁচের জন্য প্রয়োজনীয় ১০,০০০—১,০০,০০০ ডলারের প্রাথমিক বিনিয়োগ এড়িয়ে যায়। এটি বাজার যাচাই, সীমিত সংস্করণ এবং ব্রিজ উৎপাদনের জন্য অর্থনৈতিকভাবে লাভজনক করে তোলে। উদাহরণস্বরূপ, মেডিকেল স্টার্টআপগুলি 3D প্রিন্টিং ব্যবহার করে ক্লিনিকাল-গ্রেড উপকরণের কর্মক্ষমতা বজায় রেখে ৩০% কম খরচে রোগী-নির্দিষ্ট সার্জিক্যাল গাইড তৈরি করে।
অ্যাডিটিভ ম্যানুফ্যাকচারিং ২৪—৭২ ঘন্টার মধ্যে সম্পূর্ণ অংশগুলি সরবরাহ করে, যা ছাঁচ তৈরির সাথে সম্পর্কিত ৮—১২ সপ্তাহের লিড টাইমকে এড়িয়ে যায়। এই সঞ্জ্ঞাতা জাস্ট-ইন-টাইম উৎপাদন এবং কাস্টম অর্ডারের দ্রুত পূরণকে সমর্থন করে। একটি এয়ারোস্পেস সরবরাহকারী বিতরিত 3D প্রিন্টিং নেটওয়ার্ক গ্রহণ করে ১৪ সপ্তাহ থেকে ৩ দিনে প্রতিস্থাপন অংশের ডেলিভারি কমিয়েছে।
3D প্রিন্টিং প্লাস্টিক বা ধাতুর মতো উপকরণ ব্যবহার করে একসময়ে একটি করে পাতলা স্তর জমাট বাঁধিয়ে বস্তু তৈরি করে, যা সাধারণ উৎপাদন পদ্ধতির পক্ষে যা অসম্ভব। উদাহরণস্বরূপ, ইনজেকশন মোল্ডিং-এ উত্তপ্ত গলিত প্লাস্টিককে ইস্পাত বা অ্যালুমিনিয়ামের ছাঁচে উচ্চ চাপে ঠেলে দেওয়া হয় যাতে একই ধরনের অংশগুলি দ্রুত বড় পরিমাণে তৈরি করা যায়। পার্থক্য হলো যে 3D প্রিন্টারগুলি জটিল জালি কাঠামো এবং প্রাকৃতিকভাবে প্রবাহিত ডিজাইন তৈরি করতে পারে, আবার ইনজেকশন মোল্ডিং-এ নির্দিষ্ট ছাঁচের খাঁচা প্রয়োজন যা সহজে পরিবর্তন করা যায় না কিন্তু প্রতিবারই সামঞ্জস্যপূর্ণ ফলাফল দেয়। এই ছাঁচগুলি তৈরি করতে সাধারণত CNC মেশিনিং ব্যবহার করা হয়, যা উপকরণ যোগ করার পরিবর্তে কেটে ফেলে, এবং শুরু থেকে শেষ পর্যন্ত ডিজিটালভাবে কতটা সহজে 3D প্রিন্টিং কাজ করে তার তুলনায় এই পুরো প্রক্রিয়াটি অতিরিক্ত সময় ও খরচ নেয়।
ইনজেকশন মোল্ডিংয়ের মাধ্যমে তৈরি অংশগুলি সাধারণত 0.8 থেকে 1.6 মাইক্রোমিটার Ra-এর কাছাকাছি পৃষ্ঠের খাদ নিয়ে ছাঁচ থেকে বের হয়, যা মূলত আমরা যা মেশিনিং প্রক্রিয়া থেকে দেখি তার সমতুল্য। তবে যখন আমরা 3D প্রিন্টেড উপাদানগুলির দিকে তাকাই, তখন সংখ্যাগুলি অনেকটাই বেড়ে যায়, গড়ে 3.2 থেকে 12.5 মাইক্রোমিটার Ra-এর মধ্যে। যেখানে চেহারা গুরুত্বপূর্ণ, সেখানে ব্যবহারের জন্য এগুলির অধিকাংশের কিছু পোস্ট প্রসেসিং প্রয়োজন হয়, যেমন স্যান্ডিং বা রাসায়নিক চিকিত্সা। তবুও, 3D প্রিন্টিংয়ের ক্ষেত্রে একটি জায়গা রয়েছে যেখানে এটি সত্যিই উজ্জ্বল। যে অত্যন্ত পাতলা দেয়ালগুলির ক্ষেত্রে উৎপাদকদের মাঝে মাঝে সংগ্রাম করতে হয়, সেগুলির ক্ষেত্রে 3D প্রিন্টারগুলি আসলে ভালো মাত্রার নির্ভুলতা প্রদান করে। আমরা প্রচলিত মোল্ডিং পদ্ধতি ব্যবহার করার সময় প্রায় 0.3 মিমি-এর তুলনায় প্লাস বা মাইনাস 0.1 মিমি-এর সহনশীলতার কথা বলছি। এটি 3D প্রিন্টিংকে প্রোটোটাইপ তৈরির ক্ষেত্রে বিশেষভাবে আকর্ষক করে তোলে যেখানে নির্ভুলতা কখনই ক্ষতিগ্রস্ত হতে পারে না।
| সম্পত্তি | ইনজেকশন মোল্ডিং | থ্রিডি প্রিন্টিং |
|---|---|---|
| সাধারণ মেটেরিয়াল | ABS, PP, Nylon, PEEK | PLA, PETG, Resins, TPU |
| টেনসাইল শক্তি | 30—100 MPa | 20—60 MPa |
| তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা | 300°C পর্যন্ত (PEEK) | 180°C পর্যন্ত (PEI) |
শিল্প স্থায়িত্বের জন্য প্রবর্ধিত যৌগিক উপাদান (যেমন, গ্লাস-ফিলড বা অগ্নিরোধী গ্রেড) ইনজেকশন মোল্ডিং-এর মাধ্যমে গ্রহণ করা হয়, আবার চিকিৎসা প্রোটোটাইপিং এবং স্বল্প-উৎপাদন ইমপ্লান্টের জন্য জৈব-উপযুক্ত রজন 3D প্রিন্টিং-এর মাধ্যমে পাওয়া যায়।
যখন পরিমাণে ইনজেকশন মোল্ডেড অংশগুলি উত্পাদন করা হয়, তখন অর্থনীতি আসলেই ভালো হয়ে যায়। গত বছরের ফাইনালে ইনভেন্টরি ডেটা অনুযায়ী, প্রায় ১০ হাজার পিসের বেশি উৎপাদন চক্রে একক পিসের দাম আশ্চর্যজনকভাবে কমে যায়, প্রায় ৬০ থেকে ৮০ শতাংশ পর্যন্ত। অবশ্যই, প্লাস্টিক ইনজেকশন মোল্ডিংয়ের সাথে শুরু করা সাধারণত ছাঁচগুলির জন্য প্রাথমিকভাবে বেশ কিছু খরচ করার প্রয়োজন হয়, সাধারণত দশ হাজার ডলার থেকে শুরু করে এক লক্ষ ডলার বা তার বেশি পর্যন্ত। কিন্তু একবার উৎপাদন বাড়লে, সেই প্রাথমিক খরচগুলি হাজার হাজার ইউনিটের মধ্যে ছড়িয়ে যায়, যা এই পদ্ধতিকে ধারাবাহিকভাবে বিক্রি হওয়া এবং ধ্রুবক চাহিদা থাকা পণ্যের জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত করে তোলে। অন্যদিকে, যদি কারও মাত্র কয়েকটি নমুনা প্রয়োজন হয় বা পাঁচশোটির কম পরিমাণে কিছু তৈরি করতে চান, তবে 3D প্রিন্টিং অনেক বেশি আকর্ষক হয়ে ওঠে। এটি সম্পূর্ণরূপে ব্যয়বহুল ছাঁচ তৈরির পদক্ষেপটি এড়িয়ে যায়। কিছু গবেষণা নির্দেশ করে যে ঐতিহ্যগত উৎপাদন পদ্ধতির তুলনায় 3D প্রিন্টিং ব্যবহার করে পৃথক পার্টের খরচ প্রায় ৯০ শতাংশ পর্যন্ত কমানো যেতে পারে।
যেসব ক্ষেত্রে যোগজ উৎপাদন পদ্ধতি বেছে নিন:
অর্থোপেডিক্স-এ, উদাহরণস্বরূপ, ফুল-স্কেল উৎপাদনের জন্য ইনজেকশন মোল্ডিং-এ চলে আসার আগে FDA অনুমোদনের পর্যায়ে রোগী-নির্দিষ্ট ইমপ্লান্ট মডেল তৈরি করতে 3D প্রিন্টিং ব্যবহার করে ডেভেলপাররা।
ইনজেকশন মোল্ডিং-এ পরিবর্তন করুন যখন:
2024 এর মানদণ্ড অনুযায়ী, বার্ষিক 20,000 এর বেশি জ্বালানি সিস্টেম উপাদান উৎপাদনের ক্ষেত্রে 3D প্রিন্টিং-এর তুলনায় অটোমোটিভ সরবরাহকারীদের 40% খরচ কমে।
অনুকূল রূপান্তর পরিমাণ নির্ধারণের জন্য এই সূত্রটি ব্যবহার করুন:
ব্রেকইভেন পরিমাণ = (ইনজেকশন মোল্ড টুলিং খরচ) / (3D প্রিন্টিং প্রতি ইউনিট খরচ - মোল্ডিং প্রতি ইউনিট খরচ)
ABS প্লাস্টিকের গিয়ারগুলির একটি 2023 সালের ব্রেকইভেন বিশ্লেষণে 1,150 ইউনিটে একটি ছেদ দেখা গেছে—যার নীচে 3D প্রিন্টিং আরও অর্থনৈতিক, এবং যার উপরে ইনজেকশন মোল্ডিং প্রতি ইউনিট 14.72 ডলার সাশ্রয় করে। লিড টাইমও বিবেচনা করুন: 3D প্রিন্টিং-এর ক্ষেত্রে কোনও টুলিং লাগে না, ফলে একই সপ্তাহে কাজ শুরু করা যায়, অন্যদিকে মোল্ড তৈরি করতে 8—12 সপ্তাহ সময় লাগে।
গরম খবর2024-04-25
2024-03-06
2024-03-06
2024-03-06
2024-03-06
2024-08-09