Impossible Objects ने कार्बन-फाइबर निर्माण को बढ़ाने के लिए $40 मिलियन जुटाए
इलिनॉय में मुख्यालय वाली विनिर्माण प्रौद्योगिकी कंपनी Impossible Objects ने कार्बन-फाइबर कंपोज़िट पर आधारित एक उच्च गति वाले एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग प्लेटफ़ॉर्म का विस्तार करने के लिए $40 मिलियन की फंडिंग हासिल की है। कंपनी की घोषित महत्वाकांक्षा सीधी और असामान्य रूप से औद्योगिक है: प्रोटोटाइपिंग नहीं, न ही एकबारगी प्रदर्शन टुकड़े, बल्कि उस प्रकार के प्रबलित पुर्जों का थोक उत्पादन जो एयरोस्पेस और ड्रोन निर्माता वर्तमान में मोल्ड, प्रेस और ऑटोक्लेव से प्राप्त करते हैं।
यह अंतर महत्वपूर्ण है। अधिकांश एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग उद्योग ने दो दशक तेज़ प्रोटोटाइपिंग के वादे बेचने में बिताए हैं, और उसने काफी हद तक यह वादा पूरा भी किया है। बहुत कम खिलाड़ी संरचनात्मक घटकों के दोहराने योग्य, लागत-प्रतिस्पर्धी उत्पादन की सीमा पार कर पाए हैं। Impossible Objects अपनी प्रौद्योगिकी को सीधे उसी कठिन पक्ष पर स्थापित कर रही है, जिसमें ड्रोन और विमान पुर्जों को लक्ष्य अनुप्रयोग के रूप में नामित किया गया है।
कार्बन फाइबर ने 3D प्रिंटिंग का विरोध क्यों किया है
थर्मोप्लास्टिक आसानी से प्रिंट होते हैं। निरंतर फाइबर प्रबलन नहीं होता। कठिनाई परत-दर-परत सामग्री जमा करने में नहीं, बल्कि मजबूत, संरेखित फाइबर को पॉलिमर मैट्रिक्स के भीतर इस तरह रखने में है कि वे निर्माण प्रक्रिया में टिके रहें और पूर्वानुमेय यांत्रिक गुण उत्पन्न करें।
पारंपरिक कार्बन-फाइबर कंपोज़िट निर्माण इसे हाथ या मशीन से बिछाए गए बुने कपड़े और एपॉक्सी से हल करता है, फिर ऊष्मा और दबाव में क्योर किया जाता है। परिणामी पुर्जे कठोर और हल्के होते हैं, यही कारण है कि एयरोस्पेस ने दशकों तक उन पर भरोसा किया है। लेकिन टूलिंग महंगी है, चक्र समय लंबा है, और डिज़ाइन परिवर्तन के लिए नए मोल्ड चाहिए। एडिटिव दृष्टिकोण उस टूलिंग लागत को समाप्त करने और मोल्डिंग से प्राप्त न होने वाली ज्यामितियों को अनलॉक करने का वादा करते हैं। ऐतिहासिक रूप से व्यापार-बंद कमजोर पुर्जे, धीमी थ्रूपुट, या दोनों रहा है।
इस अंतराल को पाटने के लिए एक साथ कई समस्याओं को हल करना आवश्यक है:
- कार्बन फाइबर को पर्याप्त उच्च अंशों में पुर्जे में डालना ताकि सार्थक कठोरता और मजबूती मिल सके।
- निर्माण गति को इतना अधिक बनाए रखना कि प्रति-पुर्जा लागत स्थापित प्रक्रियाओं से प्रतिस्पर्धा कर सके।
- पुर्जे से पुर्जे तक सुसंगत, दोहराने योग्य गुण प्राप्त करना, जिसकी प्रमाणन व्यवस्थाएँ मांग करती हैं।
- एक मशीन से आगे बढ़कर एक उत्पादन सेल तक स्केल करना जो लगातार चल सके।
नई फंडिंग का लक्ष्य इनमें से अंतिम बिंदु है, और कंपनी का उच्च गति शब्द का प्रयोग यह संकेत देता है कि उसका मानना है कि पहले तीन बिंदु पहले से ही काफी हद तक संबोधित हो चुके हैं।
ड्रोन बाज़ार निकट अवधि का पुरस्कार है
मुद्रित कार्बन-फाइबर संरचनाओं के लिए मानवरहित विमान एक स्पष्ट पहला बाज़ार हैं। ड्रोन निर्माता तेज़ी से पुनरावृत्ति करते हैं, वाणिज्यिक विमानन की तुलना में अपेक्षाकृत मामूली मात्रा में निर्माण करते हैं, और जब तक पुर्जे प्रदर्शन करते हैं, नई निर्माण विधियों के प्रति असामान्य रूप से सहिष्णु होते हैं। एयरफ्रेम, आर्म, मोटर माउंट और संरचनात्मक हाउसिंग सभी कार्बन-फाइबर कंपोज़िट द्वारा प्रदान किए जाने वाले कम वजन और उच्च कठोरता के संयोजन से लाभान्वित होते हैं।
हाल के वर्षों में इस क्षेत्र में मांग भी कहीं अधिक तात्कालिक हो गई है, रक्षा एजेंसियों, लॉजिस्टिक्स ऑपरेटरों और कृषि उपयोगकर्ताओं सभी ने कम इकाई लागत पर एयरफ्रेम की तेज़ डिलीवरी पर जोर दिया है। एक उत्पादन विधि जो टूलिंग को समाप्त करती है और डिज़ाइन संशोधन से तैयार पुर्जे तक का मार्ग छोटा करती है, उस वातावरण के अनुकूल है।
- तेज़ डिज़ाइन पुनरावृत्ति: मुद्रित पुर्जों को बिना रीटूलिंग के संशोधित किया जा सकता है।
- पुर्जा समेकन: असेंबलियाँ एकल मुद्रित घटकों में समाहित हो सकती हैं।
- कम न्यूनतम ऑर्डर मात्रा: छोटे उत्पादन रन किफायती रहते हैं।
- ऑनशोरिंग क्षमता: डिजिटल विनिर्माण आयातित टूलिंग पर कम निर्भर होता है।
विमान पुर्जे और प्रमाणन की बाधा
वाणिज्यिक और रक्षा विमानन एक बहुत बड़ा पुरस्कार है, लेकिन साथ ही बहुत धीमा भी। प्रमाणित विमान में प्रत्येक संरचनात्मक परिवर्तन को परीक्षण डेटा और प्रक्रिया नियंत्रणों से उचित ठहराया जाना चाहिए जो यह प्रदर्शित करें कि पुर्जा बैच-दर-बैच पूर्वानुमानित व्यवहार करता है। एडिटिव प्रक्रियाएँ चर पेश करती हैं — सामग्री फ़ीड, मशीन कैलिब्रेशन, निर्माण अभिविन्यास — जिनकी नियामक बारीकी से जाँच करते हैं।
यही कारण है कि एयरोस्पेस एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग पर काम करने वाली कंपनियाँ प्राथमिक संरचना में बेचने से पहले वर्षों तक अनुमेय डेटा एकत्र करने में बिताती हैं। मुद्रित आंतरिक घटक, ब्रैकेट और द्वितीयक संरचनाएँ तेज़ी से आगे बढ़ी हैं, और उच्च गति कार्बन-फाइबर प्रिंटिंग के लिए संभावित निकट अवधि का मार्ग यही है। उन अनुप्रयोगों में सफलता भार-वहन करने वाले एयरफ्रेम पुर्जों में और आगे बढ़ने के लिए आवश्यक सांख्यिकीय रिकॉर्ड बनाती है।
$40 मिलियन का राउंड क्या संकेत देता है
एक औद्योगिक विनिर्माण स्टार्टअप के लिए इस आकार की फंडिंग उल्लेखनीय है। इस पैमाने की पूंजी आम तौर पर मशीनरी, सुविधा विस्तार, सामग्री विकास और ग्राहक योग्यता कार्यक्रमों का समर्थन करने के लिए आवश्यक इंजीनियरिंग जनशक्ति के लिए निर्धारित की जाती है — विपणन के लिए नहीं। इसका तात्पर्य है कि कंपनी एक प्रक्रिया को साबित करने से उसके औद्योगीकरण की ओर बढ़ रही है।
यह आपूर्ति शृंखला के अरोचक मध्य की ओर निवेशक ध्यान में व्यापक बदलाव को भी दर्शाता है। सॉफ़्टवेयर और उपभोक्ता अनुप्रयोगों ने वर्षों तक प्रौद्योगिकी फंडिंग पर प्रभुत्व जमाया; उन्नत विनिर्माण, कंपोज़िट और उत्पादन उपकरणों ने नई रुचि आकर्षित की है क्योंकि सरकारें और बड़े ठेकेदार घरेलू औद्योगिक क्षमता का पुनर्निर्माण करना और नाजुक वैश्विक आपूर्ति लाइनों पर निर्भरता कम करना चाहते हैं।
मोल्डिंग के बजाय प्रिंटिंग का अर्थशास्त्र
कार्बन-फाइबर एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के लिए पारंपरिक कंपोज़िट उत्पादन को वास्तव में चुनौती देने के लिए, गणित को प्रति पुर्जा कुल लागत पर काम करना होगा, न कि केवल सुर्खियों में आने वाली मशीन गति पर। मोल्डिंग उच्च मात्रा, स्थिर डिज़ाइनों में जीतती है जहाँ टूलिंग लागत दसियों हज़ार समान टुकड़ों में परिशोधित होती है। प्रिंटिंग तब जीतती है जब डिज़ाइन बदलते हैं, मात्राएँ मामूली होती हैं, या ज्यामिति साफ़-सुथरे मोल्डिंग के लिए बहुत जटिल होती है।
ड्रोन विनिर्माण आज सीधे प्रिंटिंग-अनुकूल क्षेत्र में बैठता है। विमान पुर्जे आंशिक रूप से वहाँ हैं — द्वितीयक संरचनाएँ और आंतरिक घटक, हाँ; दीर्घकालिक प्राथमिक संरचनाएँ, अभी नहीं। जैसे-जैसे निर्माण गति बढ़ती है और सामग्री लागत गिरती है, क्रॉसओवर बिंदु उच्च मात्रा की ओर बढ़ता है, जो ठीक वही है जो बड़े पैमाने पर उत्पादन वाक्यांश का तात्पर्य है।
आगे क्या देखना है
कई संकेतक यह प्रकट करेंगे कि यह प्रयास प्रेस विज्ञप्तियों के बजाय वास्तविक उत्पादन क्षमता में बदलता है या नहीं।
- पायलट कार्यक्रमों के बजाय नामित ग्राहक और भेजे गए पुर्जों की मात्रा।
- मुद्रित कार्बन-फाइबर पुर्जों के लिए प्रकाशित यांत्रिक गुण डेटा।
- एयरोस्पेस प्रमुखों या रक्षा एजेंसियों के साथ योग्यता कार्य का प्रमाण।
- मशीन बेड़े का विस्तार, जो प्रयोगशाला रुचि के बजाय उत्पादन मांग का संकेत देता है।
यदि Impossible Objects यह प्रदर्शित कर सकती है कि कार्बन-फाइबर पुर्जे उसकी मशीनों से उत्पादन दरों पर और उन गुणों के साथ निकलते हैं जिन पर इंजीनियर भरोसा करते हैं, तो इसके निहितार्थ ड्रोन से कहीं आगे तक फैले हुए हैं। वही क्षमता ऑटोमोटिव संरचनाओं, औद्योगिक उपकरणों और किसी भी उत्पाद पर लागू होगी जहाँ शक्ति-से-वजन अनुपात डिज़ाइन को निर्धारित करता है। फिलहाल, $40 मिलियन कंपनी को वह मामला बनाने के लिए समय और मशीनरी खरीदते हैं — और एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग उद्योग वर्षों से जो दावा कर रहा है, उसके पीछे एक ठोस संख्या रखते हैं।
यह लेख Interesting Engineering की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें।
Originally published on interestingengineering.com
