त्रिमितीय छपाई अर्थात 3D Printing
एपिस कॉर नावाच्या एका कंपनीने रशियातील स्टुपिनो या जागी अकरा हजार डॉलरच्या खर्चात चारशे चौरस फुटाचं एक खरंखुरं घर बनवलं. आता तुम्ही म्हणाल की यात नवल ते काय ?
तर नवल हे की त्यांनी हे घर एका दिवसात उभं केलं. शब्दश: २४ तासात. कारण ॲपिस कॉर नी ते घर "छापलं" - अक्षरश: छापलं - त्रिमितीय छपाई तंत्रज्ञानाच्या मदतीने. ह्या प्रिंटरमध्ये शाई होती कॉंक्रीट मिक्ष्चर.
पोर्टेबल 3D प्रिंटरमध्ये कॉंक्रीट मिक्ष्चर ची शाई वापरून प्रथम घराचा मूळ ढाचा (structure), भिंती, आतल्या भिंती, छप्पर इत्यादी बनवलं आणि नंतर जुळणी (assembly) चं काम (दारं, खिडक्या, काचा, interior) करून घर पूर्ण केलं.
एपिस कॉर ह्या 3D printer बनवणाऱ्या कंपनीने ह्या प्रकल्पात विकास, बांधकाम सामग्री, रंग व मजबूती सामग्री (reinforcement materials), इलेक्ट्रॉनिक्स, वातावरण नियंत्रण इत्यादी विविध क्षेत्रातील अग्रगण्य अशा सहा कंपन्यांकडून सहाय्य घेतलं आणि हा विक्रमी प्रकल्प पूर्ण केला.
एपिस कॉर च्या सुरवातीच्या अंदाजाप्रमाणे फक्त बांधकामाच्या खर्चाचा विचार केला तर 3D छपाईनी केलेलं बांधकाम हे सध्या ज्या पद्धतीने बांधकाम केलं जातं त्याच्यापेक्षा जवळपास ७०% स्वस्त असू शकेल. अर्थात व्यापारी स्तरावर ह्या अंदाजाची सत्यासत्यता पडताळावी लागेल.
पण अशा पद्धतीने बांधलेल्या इमारती या भूकंपासारख्या नैसर्गिक आपत्तीत सुरक्षित आहेत का ? तर निश्चितपणे आहेत असं या इमारती बनवणारे वास्तूशास्त्रज्ञ म्हणतात. कारण इमारतीच्या ढाच्यात ते एकमेकात अडकवू शकण्याजोगे ठोकळे बनवतात जे भूकंप झाला असता पडण्याऐवजी एकमेकांकडे किंवा विरुद्ध सरकतात आणि तो धक्का पचवतात.
इतंकच काय पण 3D printed sand blocks (विटा) मधील छिद्रांचा आकार, डिझाइन संगणक नियंत्रणाप्रमाणे बनवून वातावरणातील बाष्पाचा वापर करून घरातील तपमान नियंत्रण सुद्धा होऊ शकतं.
एपिस कॉर चा प्रकल्प जुना म्हणवेल अशा वेगाने घटना घडतायत. चीन मधल्या हुआशॅंग टेंग्डा HuaShang Tengda या कंपनीने मोठा 3D प्रिंटर वापरून ४५ दिवसात ४३०५ चौरस फुटाचा दुमजली व्हिला बांधला, चुकलो; छापला - जो त्यांच्या मते रिख्टर स्केल वर ८ पर्यंतच्या ताकदीच्या भूकंपाचे धक्के सुद्धा सहन करू शकतो. हुआशॅंग ने तर प्रथम ढाचा, मग भिंती, मग जुळणी असं नं करता फक्त बाह्य ढाचा बनवला प्लंबिंग पाईप सकट आणि नंतर बाहेरच्या आतल्या भिंती इ सहित संपूर्ण घर छापलं. एपिस कॉर च्या खर्चाबद्दलच्या अंदाजात तथ्य असू शकेल असं वाटण्याजोगी ही गोष्ट आहे.
तर अशा अविश्वसनीय वाटणाऱ्या गोष्टी प्रत्यक्षात करून दाखवणारं हे 3D Printing आहे तरी काय नक्की ?
त्रिमितीय छपाई हे एक भविष्यवेधी आणि
भविष्य बदलून टाकणारं तंत्रज्ञान आहे. अधिक व्यापक स्वरुपावर या तंत्रज्ञानाला Additive Manufacturing (मिश्रित पदार्थ निर्मिती) या नावानी ओळखलं जातं.
ढोबळमानाने सांगायचं तर संगणकीय नियंत्रणाच्या मदतीने अंकात्मक त्रिमितीय प्रतिकृती प्रत्यक्षात उतरवण्यासाठी, नक्की केलेल्या शाईचे म्हणजेच सामग्रीचे (material) अतिशय पातळ थर एकमेकांवर चिकटवून त्या प्रतिकृतीप्रमाणे त्रिमितीय वस्तू बनवणे म्हणजे त्रिमितीय छपाई.
एखाद्या त्रिमितीय मॉडेलींग ॲपच्या (There are professional costly apps for industrial purpose and also apps like Blender which is free open source app available) मदतीने आभासी (virtual) त्रिमितीय प्रतिकृतीची CAD (computer aided design) फाइल बनवून ती 3D printer कडे पाठवायची आणि ती त्रिमितीय वस्तू छापायची हे या प्रक्रियेचं अगदी सोपं वर्णन झालं.
ही CAD फाइल तयार करायची अजून एक पद्धती म्हणजे 3D scanner वापरणे. आजमितीला
मायक्रोसॉफ्ट व गूगल हे दोघेही आपापली सॉफ्टवेअर 3D scanner वापर सुलभ व्हावा अशा पद्धतीने सुधारण्याचा प्रयत्न करताहेत. नजीकच्या भविष्यकाळात smart phones मध्ये 3D scanner उपलब्ध असतील. असो.
तर एकदा का त्रिमितीय प्रतिकृती निर्माण झाली की त्यानंतर slicing ची प्रक्रिया होते - थोडक्यात त्या त्रिमितीय डिझाइनला क्षितीज समांतर पातळीत शेकडो / हजारो थरान्मध्ये विभाजित केले जाते आणि ही संपूर्ण माहिती (CAD फाइल च्या स्वरुपातली त्रिमितीय प्रतिकृती व त्याच्या क्षितिजसमांतर पातळीवर विभाजित केलेले थर ) 3D printer कडे पाठवून मग त्रिमितीय छपाई केली जाते.
ही छपाई करण्यासाठी ३ प्रकारच्या पद्धती प्रामुख्याने वापरल्या जातात - Selective Laser Sintering (SLS), Fused Deposition Modeling (FDM) आणि Stereolithography (SLA). (ही फारच जास्त तांत्रिक बाब आहे ज्यात मी फार खोलात शिरलो नाही.)
आणि अशा या त्रिमितीय छपाई च्या मदतीने जवळपास कुठच्याही आकाराची वस्तू छापली जाऊ शकते.
अशा या तंत्रज्ञानाचा वापर कृत्रिम अवयव बनवणारा (bio printing) उद्योग, अवकाश व हवाई संचारण उद्योग, मोटार उद्योग, विविध प्रकारचे उत्पादन उद्योग, पुरातत्व अवशेषांचं पुनर्निर्माण, बांधकाम उद्योग, करमणूक इत्यादी विविध क्षेत्रात व उद्योगात सुरू होतोय व होइल आणि अधिकाधिक वाढत्या प्रमाणावर होइल.
म्हणूनच जिथे 2013 साली जगभरातल्या 3D छपाई उद्योगाचं मूल्यांकन साधारण १९५०० कोटी रुपये एवढं होतं तिथे ते 2018 पर्यंत म्हणजे पुढच्या एखाद दीड वर्षात ८४५०० कोटी रुपये एवढं तर या दशकपूर्तीपर्यंत (2020) ते १३५००० कोटी रुपये एवढं वाढणं अपेक्षित आहे.
आपल्याला चक्रावून टाकेल असं हे तंत्रज्ञान हे तिसऱ्या औद्योगिक क्रांतीचा पाया ठरेल असे भविष्यवेधी प्रतिपादन करतात.
पण या अचंबित करणाऱ्या प्रगतीची नकारात्मक बाजू ही आहे की पारंपारिक पद्धतीने चालणाऱ्या ज्या ज्या उद्योगधंद्यात हे तंत्रज्ञान शिरेल तिथे बऱ्याच मोठ्या प्रमाणात बेकारी निर्माण होण्याची शक्यता आहे आणि वर दिलेली यादी पहाता जवळपास प्रत्येक उद्योगात हे तंत्रज्ञान शिरकाव करतंय.
दुसऱ्या औद्योगिक क्रांतीनंतर ही हा प्रश्न उभा राहिला. पण जस जशी वर्षं गेली तस तसं लोकांनी स्वत:ला नवीन परिस्थितीत काम करण्यायोग्य बनवलं, छोटे उद्योग सुरू केले आणि गाडी हळूहळू रुळावर आली. मात्र आताचा प्रश्न तंत्रज्ञानाच्या अत्याधुनिकतेमुळे व क्लिष्टतेमुळे अधिक गंभीर असू शकेल. त्यामुळे आधुनिक संगणकीय व तांत्रिक शिक्षण व ज्ञान अत्यावश्यक ठरणार आहे जर यात टिकायच असेल तर.
पण ते काहीही असलं तरी एक गोष्ट खरी की ही त्रिमितीय छपाई संपूर्ण मानवजातीच्या जीवनावर छाप - आणि ती देखील कायमची उमटवणारच.
-- मनिष मोहिले
एपिस कॉर नावाच्या एका कंपनीने रशियातील स्टुपिनो या जागी अकरा हजार डॉलरच्या खर्चात चारशे चौरस फुटाचं एक खरंखुरं घर बनवलं. आता तुम्ही म्हणाल की यात नवल ते काय ?
तर नवल हे की त्यांनी हे घर एका दिवसात उभं केलं. शब्दश: २४ तासात. कारण ॲपिस कॉर नी ते घर "छापलं" - अक्षरश: छापलं - त्रिमितीय छपाई तंत्रज्ञानाच्या मदतीने. ह्या प्रिंटरमध्ये शाई होती कॉंक्रीट मिक्ष्चर.
पोर्टेबल 3D प्रिंटरमध्ये कॉंक्रीट मिक्ष्चर ची शाई वापरून प्रथम घराचा मूळ ढाचा (structure), भिंती, आतल्या भिंती, छप्पर इत्यादी बनवलं आणि नंतर जुळणी (assembly) चं काम (दारं, खिडक्या, काचा, interior) करून घर पूर्ण केलं.
एपिस कॉर ह्या 3D printer बनवणाऱ्या कंपनीने ह्या प्रकल्पात विकास, बांधकाम सामग्री, रंग व मजबूती सामग्री (reinforcement materials), इलेक्ट्रॉनिक्स, वातावरण नियंत्रण इत्यादी विविध क्षेत्रातील अग्रगण्य अशा सहा कंपन्यांकडून सहाय्य घेतलं आणि हा विक्रमी प्रकल्प पूर्ण केला.
एपिस कॉर च्या सुरवातीच्या अंदाजाप्रमाणे फक्त बांधकामाच्या खर्चाचा विचार केला तर 3D छपाईनी केलेलं बांधकाम हे सध्या ज्या पद्धतीने बांधकाम केलं जातं त्याच्यापेक्षा जवळपास ७०% स्वस्त असू शकेल. अर्थात व्यापारी स्तरावर ह्या अंदाजाची सत्यासत्यता पडताळावी लागेल.
पण अशा पद्धतीने बांधलेल्या इमारती या भूकंपासारख्या नैसर्गिक आपत्तीत सुरक्षित आहेत का ? तर निश्चितपणे आहेत असं या इमारती बनवणारे वास्तूशास्त्रज्ञ म्हणतात. कारण इमारतीच्या ढाच्यात ते एकमेकात अडकवू शकण्याजोगे ठोकळे बनवतात जे भूकंप झाला असता पडण्याऐवजी एकमेकांकडे किंवा विरुद्ध सरकतात आणि तो धक्का पचवतात.
इतंकच काय पण 3D printed sand blocks (विटा) मधील छिद्रांचा आकार, डिझाइन संगणक नियंत्रणाप्रमाणे बनवून वातावरणातील बाष्पाचा वापर करून घरातील तपमान नियंत्रण सुद्धा होऊ शकतं.
एपिस कॉर चा प्रकल्प जुना म्हणवेल अशा वेगाने घटना घडतायत. चीन मधल्या हुआशॅंग टेंग्डा HuaShang Tengda या कंपनीने मोठा 3D प्रिंटर वापरून ४५ दिवसात ४३०५ चौरस फुटाचा दुमजली व्हिला बांधला, चुकलो; छापला - जो त्यांच्या मते रिख्टर स्केल वर ८ पर्यंतच्या ताकदीच्या भूकंपाचे धक्के सुद्धा सहन करू शकतो. हुआशॅंग ने तर प्रथम ढाचा, मग भिंती, मग जुळणी असं नं करता फक्त बाह्य ढाचा बनवला प्लंबिंग पाईप सकट आणि नंतर बाहेरच्या आतल्या भिंती इ सहित संपूर्ण घर छापलं. एपिस कॉर च्या खर्चाबद्दलच्या अंदाजात तथ्य असू शकेल असं वाटण्याजोगी ही गोष्ट आहे.
तर अशा अविश्वसनीय वाटणाऱ्या गोष्टी प्रत्यक्षात करून दाखवणारं हे 3D Printing आहे तरी काय नक्की ?
त्रिमितीय छपाई हे एक भविष्यवेधी आणि
भविष्य बदलून टाकणारं तंत्रज्ञान आहे. अधिक व्यापक स्वरुपावर या तंत्रज्ञानाला Additive Manufacturing (मिश्रित पदार्थ निर्मिती) या नावानी ओळखलं जातं.
ढोबळमानाने सांगायचं तर संगणकीय नियंत्रणाच्या मदतीने अंकात्मक त्रिमितीय प्रतिकृती प्रत्यक्षात उतरवण्यासाठी, नक्की केलेल्या शाईचे म्हणजेच सामग्रीचे (material) अतिशय पातळ थर एकमेकांवर चिकटवून त्या प्रतिकृतीप्रमाणे त्रिमितीय वस्तू बनवणे म्हणजे त्रिमितीय छपाई.
एखाद्या त्रिमितीय मॉडेलींग ॲपच्या (There are professional costly apps for industrial purpose and also apps like Blender which is free open source app available) मदतीने आभासी (virtual) त्रिमितीय प्रतिकृतीची CAD (computer aided design) फाइल बनवून ती 3D printer कडे पाठवायची आणि ती त्रिमितीय वस्तू छापायची हे या प्रक्रियेचं अगदी सोपं वर्णन झालं.
ही CAD फाइल तयार करायची अजून एक पद्धती म्हणजे 3D scanner वापरणे. आजमितीला
मायक्रोसॉफ्ट व गूगल हे दोघेही आपापली सॉफ्टवेअर 3D scanner वापर सुलभ व्हावा अशा पद्धतीने सुधारण्याचा प्रयत्न करताहेत. नजीकच्या भविष्यकाळात smart phones मध्ये 3D scanner उपलब्ध असतील. असो.
तर एकदा का त्रिमितीय प्रतिकृती निर्माण झाली की त्यानंतर slicing ची प्रक्रिया होते - थोडक्यात त्या त्रिमितीय डिझाइनला क्षितीज समांतर पातळीत शेकडो / हजारो थरान्मध्ये विभाजित केले जाते आणि ही संपूर्ण माहिती (CAD फाइल च्या स्वरुपातली त्रिमितीय प्रतिकृती व त्याच्या क्षितिजसमांतर पातळीवर विभाजित केलेले थर ) 3D printer कडे पाठवून मग त्रिमितीय छपाई केली जाते.
ही छपाई करण्यासाठी ३ प्रकारच्या पद्धती प्रामुख्याने वापरल्या जातात - Selective Laser Sintering (SLS), Fused Deposition Modeling (FDM) आणि Stereolithography (SLA). (ही फारच जास्त तांत्रिक बाब आहे ज्यात मी फार खोलात शिरलो नाही.)
आणि अशा या त्रिमितीय छपाई च्या मदतीने जवळपास कुठच्याही आकाराची वस्तू छापली जाऊ शकते.
अशा या तंत्रज्ञानाचा वापर कृत्रिम अवयव बनवणारा (bio printing) उद्योग, अवकाश व हवाई संचारण उद्योग, मोटार उद्योग, विविध प्रकारचे उत्पादन उद्योग, पुरातत्व अवशेषांचं पुनर्निर्माण, बांधकाम उद्योग, करमणूक इत्यादी विविध क्षेत्रात व उद्योगात सुरू होतोय व होइल आणि अधिकाधिक वाढत्या प्रमाणावर होइल.
म्हणूनच जिथे 2013 साली जगभरातल्या 3D छपाई उद्योगाचं मूल्यांकन साधारण १९५०० कोटी रुपये एवढं होतं तिथे ते 2018 पर्यंत म्हणजे पुढच्या एखाद दीड वर्षात ८४५०० कोटी रुपये एवढं तर या दशकपूर्तीपर्यंत (2020) ते १३५००० कोटी रुपये एवढं वाढणं अपेक्षित आहे.
आपल्याला चक्रावून टाकेल असं हे तंत्रज्ञान हे तिसऱ्या औद्योगिक क्रांतीचा पाया ठरेल असे भविष्यवेधी प्रतिपादन करतात.
पण या अचंबित करणाऱ्या प्रगतीची नकारात्मक बाजू ही आहे की पारंपारिक पद्धतीने चालणाऱ्या ज्या ज्या उद्योगधंद्यात हे तंत्रज्ञान शिरेल तिथे बऱ्याच मोठ्या प्रमाणात बेकारी निर्माण होण्याची शक्यता आहे आणि वर दिलेली यादी पहाता जवळपास प्रत्येक उद्योगात हे तंत्रज्ञान शिरकाव करतंय.
दुसऱ्या औद्योगिक क्रांतीनंतर ही हा प्रश्न उभा राहिला. पण जस जशी वर्षं गेली तस तसं लोकांनी स्वत:ला नवीन परिस्थितीत काम करण्यायोग्य बनवलं, छोटे उद्योग सुरू केले आणि गाडी हळूहळू रुळावर आली. मात्र आताचा प्रश्न तंत्रज्ञानाच्या अत्याधुनिकतेमुळे व क्लिष्टतेमुळे अधिक गंभीर असू शकेल. त्यामुळे आधुनिक संगणकीय व तांत्रिक शिक्षण व ज्ञान अत्यावश्यक ठरणार आहे जर यात टिकायच असेल तर.
पण ते काहीही असलं तरी एक गोष्ट खरी की ही त्रिमितीय छपाई संपूर्ण मानवजातीच्या जीवनावर छाप - आणि ती देखील कायमची उमटवणारच.
-- मनिष मोहिले
No comments:
Post a Comment