மாபெரும் தொழில்நுட்ப புரட்சியை முன்னெடுக்கும் முப்பரிமாண அச்சு : விஞ்ஞானி டாக்டர் வி.டில்லிபாபு தகவல்

பெங்களூரு: இதய மாற்று அறுவை சிகிச்சைக்கு மாற்று இதயம் கிடைக்கும் வரை காத்திருக்காமல், இணையச் சந்தையில் அச்சடிக்கப்பட்ட இதயத்தை வாங்கி நமக்கு பிரியமானவர்களுக்கு பரிசளிக்கும் காலம் வெகு தொலைவில் இல்லை. முப்பரிமாண அச்சு தொழில்நுட்பத்தின் சமீபத்திய அசுர வளர்ச்சி, மனித உறுப்புகள் உதிரி பாகங்களாக எதிர்காலத்தில் சந்தைக்கு வரும் என்பதில் சந்தேகமில்லை. முப்பரிமாண அச்சு என்றால் என்ன? ஒரு கன செவ்வக வடிவத்தில் உங்களுக்கு பேப்பர் வெயிட் தேவைப்படுகிறது என்று வைத்துக்கொள்வோம். ஒரு மரக்கட்டையை அளவுக்கு ஏற்ப வெட்டி, எல்லாப் பக்கங்களிலும் இழைத்து ஒரு கன செவ்வக வடிவத்துக்கு கொண்டு வரலாம். மாத்தி யோசியுங்கள்!  ஒரு சீட்டுக்கட்டை வாங்கி, ஒரு சீட்டின் மீது இன்னொரு சீட்டை பசை தடவி ஒட்டி, அப்படியே தொடர்ந்தால் ஒரு கன செவ்வக பேப்பர் வெயிட் கிடைக்கும். இதில் ஒவ்வொரு அடுக்காக நாம் பேப்பர் வெயிட்டை உருவாக்கினோம். ஆனால் மர பேப்பர் வெயிட் செய்ய நாம் மரத்தை வெட்டி, இழைத்ததில் சேதாரம் இருந்தது. நேரமும் அதிகம் செலவானது.

Advertising
Advertising

இதே கண்ணோட்டத்தோடு வாருங்கள். ஒரு உருளை குழாய் வடிவத்தை செய்ய, பசை தடவி கை வளையல்களை ஒன்றின் மேல் ஒன்று அடுக்கினால் போதும். நம் வீட்டு கிணறும் இப்படி பல சிமெண்ட் வளையங்களால் ஆன ஒரு நீண்ட செங்குத்து குழாய் என்பது இப்போது உங்கள் நினைவுக்கு வரலாம். கிராமத்து செம்மண் சுவர்களையும் இந்த கண்ணோட்டத்தில் பார்க்கலாம். ஒரு சிற்பம் செதுக்கப்படுவதை போல மூலப்பொருளை கழிக்காமல், ஒவ்வொரு அடுக்காக மூலப்பொருளை கூட்டி ஒரு பொருளை உருவாக்கும் சிந்தனை ஏறக்குறைய நாற்பது ஆண்டுகளுக்கு முன்பாக பொறியியல் துறையில் நுழைந்தது. சரி, முப்பரிமாண வடிவத்தில் பொருட்களை இப்படி உருவாக்கலாம். ஆனால் அச்சு என்ற வார்த்தை ஏன்?  ஒரு வட்டத்தை கணினியில் வரைந்து, தாளில் நீங்கள் பிரிண்ட் எடுப்பதாக வைத்துக்கொள்வோம். பிரிண்டரில் மிக அடர்த்தியான மை இருப்பதாகவும் வைத்துக்கொள்ளுங்கள். தாளை மறுபடியும் பிரிண்டருக்குள் செலுத்தி ஏற்கனவே அச்சான வட்டத்தின் மீது மறுபடியும் வட்டத்தை அச்சடித்தால் எப்படி இருக்கும். அடர்த்தியான மையால் இருமுறை அச்சான வட்டத்தின் தடிமன் அதிகமாகியிருக்கும்.  இப்படி தொடர்ந்து, கற்பனையாக வட்டத்தின் மீது அச்சடித்துக்கொண்டே இருந்தால் வட்டத்தின் உயரம் அதிகமாகி ஒரு முப்பரிமாண உருளையாகும்.

ஒவ்வொரு அடுக்காக அச்சடித்து ஒரு முப்பரிமாண பொருளை உருவாக்குவது முப்பரிமாண அச்சு. இதில் மூலபொருள் கழிக்கப்படாமல் தொடர்ந்து சேர்க்கப்படுவதால் இது கூட்டல் உற்பத்தி (Additive Manufacturing) என்று பொறியியல் துறையில் அழைக்கப்படுகிறது. இந்தத்தொழில்நுட்பம் அறிமுகமான புதிதில் புதிய மாதிரிகளை உருவாக்கப் பயன்பட்டது அதனால் விரைவு மாதிரியாக்கம் (Rapid Prototyping) என்றும் ஒரு பெயர் உண்டு. முப்பரிமாண அச்சு இயந்திரம்: கன உருவங்கள் அச்சடிக்கப்படுவதால், முப்பரிமாண அச்சு இயந்திரம் கணினி பிரிண்டரை விட அளவில் பெரிதாக இருக்கும். அச்சடிக்க வேண்டிய பொருளின் முப்பரிமாண மாதிரிகள் (3D Models) முதலில் உருவாக்கப்பட வேண்டும்.  இதற்கு பல மென் பொருள்கள் உள்ளன. முப்பரிமாண மாதிரி அடுக்கடுக்காகப் பிரிக்கப்பட்டு, ஒவ்வொரு அடுக்காக அச்சடிக்கப்படும். இதற்கான மென்பொருளும் உண்டு. முப்பரிமாண அச்சு இயந்திரம் இருபதாயிரத்தில் தொடங்கி கோடிக்கணக்கான ரூபாய் வரை தொடர்கிறது. அச்சு மூலப்பொருள்: கணினி பிரிண்டரில் மை இருப்பது போல முப்பரிமாண அச்சு இயந்திரத்தில் பாலிஅசிட்டைட், அக்ரைலோநைட்ரைல் ப்யூடாடின் ஸ்டைரின் உள்ளிட்ட பாலிமர் பொருட்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சூடாக்கி உருக்கப்பட்ட இந்த பாலிமரைக் கொண்டு நாம் உருவாக்க வேண்டிய பொருளின் குறுக்கு வெட்டு தோற்றத்தை அடுக்கடுக்காக வரைவதின் மூலம் முழுப்பொருளும் உருவாக்கப்படும்.

பிளாஸ்டிக் மட்டுமின்றி அலுமினியம், தேனிரும்பு, டைட்டேனியம், நிக்கல் உள்ளிட்ட உலோகங்களையும் மூலப் பொருளாக பயன்படுத்தி உலோக பொருட்களை உருவாக்கலாம். உலோகங்களை தூள் வடிவில் கையாண்டு,  லேசர் கதிர்கள் அல்லது எலெக்ட்ரான் கற்றைகளைக் கொண்டு நாம் உருவாக்க வேண்டிய பொருளின் குறுக்கு வெட்டு தோற்றத்தை அடுக்கடுக்காக வரைவதின் மூலம் முழுப்பொருளும் உருப்பெறும். முப்பது மைக்ரான் தடிமனுள்ள அடுக்குகளாக உலோகப் பொருட்களை உருவாக்கலாம். விண்வெளியில் அச்சு! : இந்தியாவின் செயற்கை கோள்களில் பல முப்பரிமாண அச்சடிக்கப்பட்ட அலுமினியப் பொருட்கள் பயன்படுத்தப்பட்டு அவை தற்போது விண்வெளியில் சுற்றி வருகின்றன. பல பொருட்கள் சேர்ந்த ஒரு தொகுதியை (Assembly) எளிதாக ஒரே பொருளாக உருவாக்கலாம். இதனால் எடைகுறைவாக இருக்கும். பல பொருட்களை சேர்க்கும்போது ஏற்படும் இணைப்புகள் விண்வெளி சூழலில் உடையும் ஆபத்துகளும் முப்பரிமாண அச்சில் தவிர்க்கப்படுகிறது. கற்பனைக்கு எட்டாத மிக சிக்கலான வடிவமைப்பிலான பொருட்களை எளிதாக முப்பரிமாண அச்சில் உற்பத்தி செய்யலாம்.

பூமியை சுற்றி வரும் சர்வதேச விண்வெளி மையத்தில்,  2014-ல் முப்பரிமாண அச்சு இயந்திரம் பொருத்தப்பட்டு நூற்றுக்கணக்கான பொருட்கள் புவியீர்ப்பு விசையில்லாத நிலையில் அச்சடிக்கப்பட்டிருக்கின்றன. விண்வெளி மையத்தை பழுது பார்க்கத் தேவையான உபகரணங்களைக் கூட பூமியிலிருந்து சுமந்து செல்லத் தேவையில்லை. உபகரணங்களின் முப்பரிமாண மாதிரிகளை வைத்து விண்வெளி நிலையத்திலேயே வீரர்கள் அச்சடித்து பயன்படுத்திக் கொள்ளலாம். விமான மற்றும் பாதுகாப்பு துறையில் அச்சு: பயணிகள் -போர் விமான பாகங்கள், விமான் எஞ்சினின் பாகங்களை அலுமினியம், டைட்டானியம் மற்றும் நிக்கல் உலோகக் கலவைகளில் அச்சடித்து இந்திய விஞ்ஞானிகள் பயன்படுத்துகின்றனர். பல ராணுவக் கருவிகள் உபகரணங்கள் உருவாக்கத்திலும் முப்பரிமாண அச்சு முக்கிய பங்காற்றுகிறது. முப்பரிமாண அச்சின் மூலம் மிகக்குறைந்த நேரத்தில் பொருட்களை உற்பத்தி செய்யலாம். மூலப்பொருள் சேதாரம் மிகக் குறைவு. அச்சடிக்கப்படும் உலோகப் பொருட்களின் மேற்பரப்பு சொரசொரப்பாக இருக்கும். எனவே அதை மறுபடியும் பிற உற்பத்தி முறைகளின் மூலம் சரிசெய்ய வேண்டும்.

சமையலில் அச்சு: விண்வெளி-விமானத்துறையில் மட்டுமின்றி, வீடு கட்டுவதற்கும் முப்பரிமாண அச்சு பயன்படுத்தப்படுகிறது. சென்னை -ஐ.ஐ.டியில் மாதிரி கட்டிடமும் கட்டப்பட்டுள்ளது. முப்பரிமாண அச்சில் கேக் உருவாக்கப்பட்டிருக்கிறது. சாக்லெட், பிஸ்கெட் என பல உணவுப்பண்டங்கள் அச்சில்  ஏறியிருக்கின்றன. உங்கள் அன்புக்குரியவர்களின் சிலைகளையும் நீங்கள் அச்சடித்து பரிசளிக்கலாம். மருத்துவத்துறையில் அச்சு: உயிர்காக்கும் மருத்துவத்துறையிலும் கனவிலும் பார்த்திராத மாற்றங்களை நிகழ்த்தி வருகிறது முப்பரிமாண அச்சு. மாத்திரைகள் அச்சடிக்கப்படுகின்றன. இடுப்பு எலும்பு இணைப்பையும், முழங்கால் எலும்பு இணைப்பையும் அச்சடிக்கலாம். எப்படி? பயனாளியின் சி.டி ஸ்கேன் மாதிரியின்படி, பொருத்தமான டைட்டேனியம் இணைப்புகளை உடனடியாக அச்சடிக்கலாம். டைட்டேனியம் மனித உடலின் திசுக்களோடு ஒத்துப்போகக்கூடியது. தாடை எலும்பு உள்ளிட்ட எலும்புகளையும் உலோகத்தில் அச்சடித்து பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

அறுவை சிகிச்சையில் அச்சு: தலை ஒட்டிப்பிறந்த இரட்டை குழந்தைகளை அறுவை சிகிச்சை செய்து மருத்துவர்கள் உயிரை காப்பாற்றுவர். அறுவை சிகிச்சையை நேர்த்தியாக திட்டமிடாவிட்டால் சிகிச்சை தோல்வியடையும். இங்கேயும் உதவுகிறது முப்பரிமாண அச்சு. எப்படி? சி.டி.ஸ்கேன் மூலம் ஒட்டிய மண்டை ஓடுகளின் மாதிரி பிளாஸ்டிக்கில் ‘மாதிரி மண்டை ஓடு’ அச்சடிக்கப்படும். இந்த ‘மாதிரி மண்டை ஓட்டில்’ அறுவை சிகிச்சை திட்டமிடப்பட்டு ஒத்திகை பார்க்கப்பட்ட பின்பே உண்மையில் அறுவை சிகிச்சை நடக்கும்.

முப்பரிமாண அச்சில் மனித உறுப்பு

முப்பரிமாண அச்சில் அடுத்த கட்டமாக, மனித செல்களை அச்சடித்து திசுவாக அவைகளை வளர்க்கும் உயிர் அச்சும் (Bio Printing) படிப்படியாக வளர ஆரம்பித்திருக்கிறது. உலக அளவில் சோதனை முயற்சிகள் ஆங்காங்கே நடைபெற்று வருகின்றன. இதன் அடுத்த கட்ட நகர்வு, உறுப்புகளை அச்சடிக்கும் தொழில்நுட்பமாக உருப்பெறும் என்பதில் ஐயமில்லை.

அடுத்தக்கட்ட நகர்வு

எல்லாத்துறைகளிலும் தனது அச்சின் தடங்களை பதித்து செல்லும் முப்பரிமாண அச்சு தொழில்நுட்பத்தை பள்ளி கல்லூரி மாணவர்கள் உன்னிப்பாக கவனித்து தம்மை தயார்படுத்திக் கொண்டால் எதிர்காலம் வசப்படும். படித்த இளைஞர்கள் இத்துறையில் ஆராய்ச்சியிலும் சுயதொழிலிலும் ஈடுபட்டு தற்போதிருக்கும் வெற்றிடத்தை நிரப்பலாம். அரசும், நிறுவனங்களும், ஆசிரியர்களும் இத்துறையில் இளைஞர்களை ஊக்கப்படுத்தி எதிர்கால இந்தியாவை பலப்படுத்துவார்கள் என நம்புவோமாக.

Related Stories: