قومی دفاع کے میدان میں اضافی مینوفیکچرنگ کی پندرہ ایپلی کیشنز

اضافی مینوفیکچرنگ ٹکنالوجی ہمیشہ بہت سے شعبوں میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتی رہی ہے، بشمول میرین، ایرو اسپیس اور آٹوموٹیو، اپنے طاقتور افعال کے ساتھ۔ یقیناً دنیا بھر کے دفاعی محکموں کی طرف سے بھی اسے تیزی سے اپنایا جا رہا ہے۔ درحقیقت، توقع ہے کہ 2027 تک، ملٹری تھری ڈی پرنٹنگ انڈسٹری کی مالیت 1.7 بلین امریکی ڈالر تک پہنچ جائے گی۔

تیز رفتاری، ہلکے وزن اور فوجی مصنوعات کی کم قیمت کی مانگ کو مدنظر رکھتے ہوئے، بلاشبہ ان افعال کو حاصل کرنے کے لیے اضافی مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی کا انتخاب کرنا سب سے مناسب ہے۔ دنیا کے مختلف ممالک میں قومی دفاع کے شعبے میں تھری ڈی پرنٹنگ ٹیکنالوجی کے استعمال کے کچھ کیسز درج ہیں۔ ان اصل معاملات سے، ہم قومی دفاع میں اس ٹیکنالوجی کی اہمیت کو مزید دیکھ سکتے ہیں۔

01

9-میٹر لمبا دھاتی 3D پرنٹر

امریکی فوج اضافی مینوفیکچرنگ کے فوائد کی قائل ہے اور 2021 میں انہوں نے دنیا کا سب سے بڑا میٹل تھری ڈی پرنٹر بنانے کا اعلان کیا ہے۔ US DEVCOM آرمی گراؤنڈ وہیکل سسٹم سنٹر اس دیوہیکل پرنٹر کو ASTRO America، Ingersoll Machine Tool، Siemens اور راک آئی لینڈ آرسنل میں MELD مینوفیکچرنگ جوائنٹ مینوفیکچرنگ اینڈ ٹیکنالوجی سینٹر کی مدد سے تیار کر رہا ہے۔ یہ پرنٹر سیملیس باڈی پروجیکٹ کا حصہ بن جائے گا، اور حتمی کام رتھ کے لیے ایک مربوط باڈی پرنٹ کرنا ہے۔ بتایا جاتا ہے کہ اس منصوبے میں تقریباً 14 ماہ لگنے کی توقع ہے، اور حتمی پرنٹر 30 فٹ لمبا، 20 فٹ چوڑا، اور 12 فٹ اونچا (تقریباً 9 میٹر × 6 میٹر × 3.6 میٹر) دھاتی حصوں کو پرنٹ کر سکے گا۔ اگرچہ ہمارے پاس اس حوالے سے حال ہی میں کوئی خبر نہیں ہے تاہم یہ منصوبہ مستقبل قریب میں مکمل ہونے کا امکان ہے۔

02

3D پرنٹنگ رن وے

فوجی اور قومی دفاعی شعبوں میں ایک اور درخواست ITAMCO (انڈیانا ٹیکنالوجی اور مینوفیکچرنگ کمپنی) کی طرف سے آتی ہے، جو فوجی مہم کے ہوائی اڈے کے لیے رن وے تیار کرنے کے لیے اضافی مینوفیکچرنگ کا استعمال کرتی ہے۔ یہ رن وے میٹ Expeditionary Airport (EAF) کا ایک اہم حصہ ہیں۔ فوجی طیاروں کو لینڈنگ اور ٹیک آف کرنے کی اجازت دینے کے لیے ان کا کام کمزور زمین پر نافذ کرنا ہے۔ اس سے پہلے ایلومینیم شیٹ سے بنا پورٹیبل رن وے استعمال کیا جاتا تھا لیکن جیسے جیسے یہ متروک ہو گیا، فوج کو ایک جدید حل تلاش کرنے کی ضرورت ہے۔ جرمن کمپنی EOS کے M{{0}D پرنٹر کو امریکی فضائیہ کے فوجی سازوسامان کے ہلکے اور زیادہ پائیدار ماڈل بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

03

ExOne اور اس کا ملٹری پوڈ

ایک طاقتور اور ناہموار 3D پرنٹنگ فیکٹری پوڈ کی ترقی کو تیز کرنے کے لیے، ExOne نے متعدد شراکت داروں کے ساتھ کام کرنے کے بعد اس کام کے نفاذ میں حصہ لیا۔ خاص طور پر، اس میں 1.6 ملین ڈیفنس لاجسٹک ایجنسی (DLA) کا معاہدہ شامل ہے۔ اس عمل میں، ExOne کی Binderjet ٹیکنالوجی کو فوجی مقاصد کے لیے استعمال کیا جاتا ہے کیونکہ اس کی تیز رفتاری، لچکدار مواد اور آپریشن میں آسانی ہے، جو فوج کی اہم ضروریات کو بخوبی پورا کر سکتی ہے۔ فوج کے لیے ڈیزائن کیا گیا یہ 3D پرنٹر چپکنے والی اشیاء اور 20 سے زیادہ قسم کی دھاتوں، سیرامکس اور دیگر پاؤڈر مواد کو چھڑکنے کے قابل ہے۔ اس کے علاوہ، یہ کہا جاتا ہے کہ منفرد رہائش اور دیگر افعال اسے ملٹری گریڈ کی مصنوعات کے لیے بہت موزوں بناتے ہیں۔

04

امریکی بحریہ کے لیے 3D پرنٹنگ ٹولز

امریکی بحریہ بھی اضافی مینوفیکچرنگ کا استعمال کر رہی ہے، اور ان کی میرین کور نے گاڑیوں کی دیکھ بھال کے نئے آلات تیار کرنے کے لیے 3D پرنٹنگ کی صلاحیت دریافت کی ہے۔ میرین کور سسٹمز کمانڈ سپلائی بٹالینز اور صنعتی شراکت داروں کے ساتھ مل کر 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کے ذریعے دھات سے اسٹیئرنگ وہیل ہٹانے کے لیے اضافی مینوفیکچرنگ فکسچر تیار کرتی ہے۔ یہ ایک ایسا مسئلہ ہے جسے اکثر بحری گاڑیوں کی دیکھ بھال میں حل کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اضافی مینوفیکچرنگ دیکھ بھال اور آلے کی تیاری کے وقت کو کم کرنے میں مدد کر سکتی ہے، اور ایسے حصوں کے لیے انتظار کا اصل وقت تقریباً 25 دن تک کم کر سکتا ہے۔

05

ہلکی میگنیشیم مرکب تیار کرنے کے لیے امریکی فوج اور یونیورسٹی آف ساؤتھ فلوریڈا کے درمیان تعاون

3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کی وجوہات کے لحاظ سے، متعلقہ کمپنیوں کے ساتھ باقاعدہ تعاون کے علاوہ، امریکی فوج بھی کچھ یونیورسٹیوں کے ساتھ تعاون کر رہی ہے۔ حال ہی میں، سینٹرل فلوریڈا یونیورسٹی کے سائنسدانوں نے کامیابی کے ساتھ WE43 نامی میگنیشیم الائے کو تھری ڈی پرنٹ کیا۔ یہ اطلاع ہے کہ محققین کی طرف سے اس مواد کی ترقی ایک اتفاق نہیں ہے، لیکن فوج کی ضروریات سے باہر ہے. امریکی فوجیوں کو اکثر انتہائی بھاری بیگ اور سامان اٹھانے پر مجبور ہونا پڑتا ہے، اس لیے ان کا وزن کم کرنا بہت ضروری ہے۔ تاہم، WE43 اور پاؤڈر لیزر فیوژن ٹیکنالوجی کی مدد سے، امریکی فوج اور سینٹرل فلوریڈا یونیورسٹی نے اس کا حل تلاش کر لیا ہے۔

06

جہاز کے پروپیلر کی 3D پرنٹنگ

حالیہ برسوں میں مشہور فرانسیسی کمپنی نیول گروپ مختلف ضروریات کو پورا کرنے کے لیے تھری ڈی پرنٹنگ ٹیکنالوجی استعمال کر رہی ہے۔ جنوری 2021 میں، WAAM (وائر آرک ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ) اضافی مینوفیکچرنگ کے عمل کی بدولت، NavalGroup نے پروپیلر کو 3D پرنٹ کیا ہے۔ پروپیلر پانچ 200 کلوگرام بلیڈ پر مشتمل ہے اور پھر اسے اینڈرومیڈا پر نصب کیا جاتا ہے، جو ایک بارودی سرنگ کا پتہ لگانے والے جہاز ہے۔ پروجیکٹ کے پیچھے ٹیم نے وضاحت کی کہ 3D پرنٹنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے، انہوں نے تعمیراتی وقت کو بہت کم کیا اور استعمال شدہ مواد کی مقدار کو کم کیا.

07

ہسپانوی فضائیہ نے تھری ڈی پرنٹنگ کے ذریعے اپنے عمل کو اپ گریڈ کیا۔

اضافی مینوفیکچرنگ حصوں کو اعلی سختی، اعلی طاقت اور دیگر بہترین خصوصیات کے حصول میں مدد کر سکتی ہے۔ اندرونی فائبر ری انفورسمنٹ کے ذریعے، محققین نے مختلف ٹولز اور ٹرمینل پارٹس تیار کیے ہیں جو ان سخت کارکردگی کے حالات کو برداشت کر سکتے ہیں جب اجزاء کو بغیر کسی غلطی کے بہت بڑی قوتوں کا نشانہ بنایا جاتا ہے۔ میڈرڈ میں ہسپانوی فضائیہ کے ہیلی کاپٹر ورکشاپ کے سربراہ نے کہا کہ اب وہ ہر حصے کو اضافی مینوفیکچرنگ کے ذریعے تیار کرنے اور روایتی مینوفیکچرنگ سے بچنے کی کوشش کر رہے ہیں۔ ان اجزاء میں ہیلی کاپٹر کے لینڈنگ گیئر یا ہیلی کاپٹر کے مین روٹرز کے لیے کسٹم کیز کے لیے لیک کنٹرول پیمائش کے ٹولز شامل ہیں۔

08

جنرل لیٹیس اور اس کے ہیلمٹ جو امریکی فوج کے لیے بنائے گئے ہیں۔

جنرل لیٹیس، ایک 3D ڈیزائن سافٹ ویئر کمپنی، اور امریکی فوج نے 3D پرنٹنگ اور جدید گرڈ جیومیٹری کے ذریعے فوج کے جنگی ہیلمٹ کی اثر جذب کرنے کی صلاحیت کو بہتر بنانے کے لیے ایک معاہدے پر دستخط کیے ہیں۔ اس پروجیکٹ کے لیے، کمپنی نے ہیلمٹ کے مواد کو ڈیزائن اور تیار کرنے کے لیے پیشین گوئی کرنے والے ماڈلنگ ٹولز کا ایک سیٹ تیار کیا۔ میدان جنگ میں فوجیوں کے تحفظ اور سر کے اثرات کے بعد زندہ رہنے کے امکانات کو بہتر بنانے کے لیے، 3D پرنٹ شدہ مواد کو حقیقی ماحول میں ٹیسٹ کیا جائے گا تاکہ ڈیولپمنٹ کمانڈ سولجر سنٹر کی کارکردگی کی ضروریات کی تصدیق کی جا سکے۔

09

جنگی بکتر بند گاڑیوں کے اسپیئر پارٹس

آسٹریلوی فوج نے اپنی بکتر بند گاڑیوں میں سے ایک کے لیے ایک درجن سے زیادہ اسپیئر پارٹس ڈیزائن کرنے کے لیے SPEE3D کے تیار کردہ کولڈ اسپرے کرنے والے 3D پرنٹنگ سلوشن کا استعمال کیا۔ ان اجزاء نے آسٹریلوی فوج کی چستی کو بہتر کرتے ہوئے فیلڈ استعمال کے بہت سے ٹیسٹ اور سرٹیفیکیشن پاس کیے ہیں۔ مثال کے طور پر، پرنٹ شدہ اجزاء میں وہیل کور شامل ہے جسے بنانے میں صرف 29 منٹ لگے، اور اس کی کل لاگت 100 آسٹریلوی ڈالر ہے۔ اس معاملے میں استعمال ہونے والی مشین WarpSPEE3D ہے، جس کی پرنٹنگ والیوم 1000 x 700 ملی میٹر اور رفتار 1 کلوگرام فی منٹ ہے۔ اضافی مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی متعارف کرانے کے ذریعے، فوج بکتر بند گاڑیوں کے ڈاؤن ٹائم کو کم کر سکتی ہے اور اس طرح ہنگامی حالات کا بہتر طور پر جواب دے سکتی ہے۔

10

امریکی بحریہ اور اضافی مینوفیکچرنگ

سالوں کے دوران، امریکی بحریہ متعدد اضافی مینوفیکچرنگ منصوبوں پر کام کر رہی ہے۔ مقصد سمندر میں کام انجام دینے والی ٹیم کی چستی اور کارکردگی کو بہتر بنانا ہے، خاص طور پر اسپیئر پارٹس کی تیاری میں۔ یہی وجہ ہے کہ نیول پوسٹ گریجویٹ اسکول (NPS) نے Xerox ElemX دھاتی مشینوں میں سرمایہ کاری کی۔ انہوں نے اس سامان کو آبدوزوں اور بحری جہازوں کے اسپیئر پارٹس اور ٹولز ڈیزائن کرنے کے لیے استعمال کیا، جس کی وجہ سے زیروکس کو سپلائی کا چھوٹا سلسلہ اور اپنی مرضی کے مطابق اجزاء تیار کرنے کا موقع ملا۔ این پی ایس واحد کمپنی نہیں ہے جس نے سمندری میدان میں 3D پرنٹنگ پروجیکٹ شروع کیے ہیں۔ درحقیقت، MatterHackers نے امریکی بحریہ کے ساتھ ایک 5-سال کے معاہدے پر دستخط کیے ہیں تاکہ اسے درکار تمام 3D آلات فراہم کیے جائیں، ساتھ ہی تربیتی کورسز اور دیکھ بھال بھی۔

11

مستقبل کے توانائی کے منصوبے

UK کی جانب سے مستقبل کی توانائی کا منصوبہ تحقیق، دھماکہ خیز مواد کی جانچ، نئی توانائی کی تیاری، دھماکہ ماڈلنگ، کیمیائی ترکیب، تھرمل خصوصیات، اور خطرے کی جانچ کے شعبوں میں کام کرتا ہے۔ اس منصوبے کا مقصد نئے مواد کی تصدیق کے لیے نئے توانائی پر مشتمل مواد اور تشخیصی طریقے بنانا ہے۔ اضافی مینوفیکچرنگ کو نئی دھماکہ خیز فارمولیشن تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جائے گا، جو ممکنہ صارفین کو بہت سے فوائد فراہم کرتے ہیں، بشمول کم اسٹوریج اور نقل و حمل کے اخراجات اور بہتر کارکردگی۔ لاگت کو تقاضوں کے مطابق بالکل درست کیا جا سکتا ہے اور اسے ایک نئے اور پیچیدہ ڈیزائن میں تیار کیا جا سکتا ہے، جس کا پہلے تصور بھی نہیں کیا جا سکتا تھا۔ مینوفیکچرنگ کے عمل میں LabRam resonance صوتی مکسر کا استعمال کیا جاتا ہے، جو مواد کو مکس کرنے کے لیے جسمانی بلیڈ کی بجائے صوتی توانائی کا استعمال کرتا ہے، جس سے اس عمل کو محفوظ تر بنایا جاتا ہے۔

12

ایسٹرو امریکہ 3D پرنٹ شدہ رتھ باڈی تیار کرتا ہے۔

اپلائیڈ سائنس اینڈ ٹیکنالوجی ریسرچ آرگنائزیشن، جسے ASTRO America بھی کہا جاتا ہے، کو امریکی فوج نے سیملیس ہل پروجیکٹ کے لیے منتخب کیا ہے۔ اس پروگرام کو مینوفیکچرنگ انوویشن انسٹی ٹیوٹ کی مدد حاصل ہے، جو امریکی محکمہ دفاع سے فائدہ اٹھاتا ہے، اور یہ 3D پرنٹنگ کا استعمال کرتے ہوئے جنگی گاڑیوں کے ہل کے اوزار تیار کرنے اور فراہم کرنے کی کوشش کا حصہ ہے۔ وہ مینوفیکچرنگ کے وقت کو کم کرنے اور پیداواری لاگت کو کم کرنے کی امید کرتے ہیں، جبکہ گاڑی کا وزن کم کرکے اس کی کارکردگی اور بقا کو بہتر بناتے ہیں۔

13

3D پرنٹنگ بیرک

ICON، ایک 3D تعمیراتی کمپنی، اپنے منصوبوں کے لیے جانا جاتا ہے جس میں فوج شامل ہے۔ اس مقصد کے لیے، آسٹن میں مقیم کمپنی نے ٹیکساس کے فوجی امور کے محکمے، لوگن آرکیٹیکچر، اور فورٹ سٹرکچرز کے ساتھ مل کر شمالی امریکہ میں سب سے بڑا 3D پرنٹ شدہ ڈھانچہ تیار کیا: باسٹراپ، ٹیکساس میں سوئفٹ کیمپ ٹریننگ سینٹر میں تربیتی کیمپ۔ ICON کے Vulcan بلڈنگ سسٹم کا استعمال کرتے ہوئے، ایک روبوٹک پرنٹر جو ایک ٹیبلیٹ کمپیوٹر کے ذریعے چلایا جاتا ہے جو سیمنٹ پر مبنی مواد استعمال کر سکتا ہے، کمپنی اور فوج نے فوجیوں کے رہنے کے لیے پہلا 3D پرنٹ شدہ فوجی کیمپ کامیابی سے بنایا۔ حتمی عمارت میں 3،{ {7}}اسکوائر فٹ کی عمارت جس میں 72 سپاہی یا پائلٹ رہ سکتے ہیں اور اپنے اگلے مشن کی تیاری کر سکتے ہیں۔

14

3D پرنٹنگ سب میرین ہل

کئی سالوں میں، محکمہ دفاع نے 3D پرنٹنگ کو زمین پر، ہوا میں اور سمندر میں بہت سے شعبوں میں لاگو کرنے کے طریقے تلاش کیے ہیں۔ درحقیقت، امریکی فوج کا یہ تازہ ترین منصوبہ 3D پرنٹنگ کے نسبتاً نامعلوم علاقے کی تلاش کر رہا ہے: سمندری فرش۔ 2017 میں، اوک رج نیشنل لیبارٹری (ORNL) نے اس نئی کوشش کے لیے امریکی بحریہ کی ڈسٹرپٹیو ٹیکنالوجی لیبارٹری کے ساتھ تعاون کیا، جس سے فوجی تاریخ میں پہلی 3D پرنٹ شدہ آبدوز ہل بنانے میں مدد ملی۔ ORNL کی FDM لارج ایریا ایڈیٹیو مینوفیکچرنگ (BAAM) ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے، ٹیم نے 6 کاربن فائبر کمپوزٹ پرزوں کے ساتھ ایک 30- فٹ کا تصور ہل تیار کیا۔ روایتی مینوفیکچرنگ طریقوں کے مقابلے میں، اس کی پیداوار کی رفتار تیز ہے اور لاگت کم ہے۔ اگرچہ ابھی اس کا تجربہ کیا جا رہا ہے لیکن اس بات کے آثار ہیں کہ مستقبل میں جلد ہی مزید 3D پرنٹ شدہ آبدوزیں سمندر میں غوطہ لگائیں گی۔

15

مائن یونیورسٹی نے امریکی میرین کور کے لیے لاجسٹک سپورٹ جہاز تیار کیا۔

اس سال مارچ میں، یونیورسٹی آف مائن (UMaine) 3D نے اورونو میں اپنے ایڈوانسڈ سٹرکچر اینڈ کمپوزٹ میٹریلز سینٹر میں بڑے پیمانے پر دو نئے جہاز پرنٹ کیے، جن میں سے ایک کو اب تک کا سب سے بڑا اضافی مینوفیکچرنگ جہاز کہا جاتا ہے۔ یہ سمجھا جاتا ہے کہ دو پروٹوٹائپ بحری جہاز ریاستہائے متحدہ میرین کور کے لیے تیار کیے گئے تھے، جنہیں لاجسٹک سپورٹ جہاز کے طور پر ڈیزائن کیا گیا تھا، اور مسلح افواج کے میدان میں استعمال کے لیے ان کا تجربہ کیا جائے گا۔ بڑا والا دو 20- فٹ شپنگ کنٹینر لے جا سکتا ہے، جبکہ دوسرا تین دن کی مدت کے لیے پوری رائفل اسکواڈ کے لیے خوراک، پانی اور دیگر سامان لے جا سکتا ہے۔ دونوں نئے جہاز پولیمر پر مبنی فائبر سے تقویت یافتہ جامع مواد کے کثیر مادی مرکب کے ساتھ 3D پرنٹ شدہ ہیں۔ UMaine کے مطابق، یہ صرف ایک ماہ میں ایک بحری جہاز کو تیار اور اسمبل کرنے کے قابل تھا۔ اگر مینوفیکچرنگ کے روایتی طریقے استعمال کیے جائیں تو اس عمل میں ایک سال تک کا وقت لگے گا۔