Стекло от 3D-принтера
Исследователи из ETH Zurich теперь использовали новую технику для производства сложных стеклянных объектов с помощью 3D-печати. Метод основан на стереолитографии, одной из первых технологий 3D-печати, разработанных в 1980-х годах. Дэвид Мур, Лоренцо Барбера и Кунал Масания из группы сложных материалов, возглавляемой процессором ETH Андре Студартом, разработали специальную смолу, которая содержит пластик и органические молекулы, с которыми связаны предшественники стекла. Исследователи сообщили о своих результатах в свежем выпуске журнала Natural Materials.
Свет, используемый для «выращивания» объектов
Смолу можно обрабатывать с использованием имеющейся в продаже технологии цифровой обработки света. Это включает облучение смолы узорами ультрафиолетового излучения. Где бы свет ни попадал на смолу, она затвердевает, потому что светочувствительные компоненты полимерной смолы сшиваются в открытых точках.
Пластиковые мономеры объединяются, образуя лабиринтоподобную структуру, образуя полимер. Керамические молекулы заполняют пустоты этого лабиринта.
Таким образом, объект может быть построен слой за слоем.
Исследователи могут изменять различные параметры в каждом слое, включая размер пор: слабая интенсивность света приводит к образованию больших пор; при интенсивном освещении образуются мелкие поры. «Мы обнаружили это случайно, но можем использовать это, чтобы напрямую влиять на размер пор печатаемого объекта», – говорит Масания.
Исследователи также могут изменять микроструктуру слой за слоем, смешивая диоксид кремния с боратом или фосфатом и добавляя его в смолу.
Сложные объекты могут быть изготовлены из разных видов стекла или даже объединены в один объект с помощью техники.
Затем исследователи обжигают полученную таким образом заготовку при двух разных температурах: при 600 ° С?C, чтобы прогореть полимерный каркас, а затем около 1000?C для уплотнения керамической структуры в стекло.
В процессе обжига предметы значительно усаживаются, но становятся прозрачными и твердыми, как оконное стекло.
Подана заявка на патент
Эти стеклянные объекты, напечатанные на 3D-принтере, по-прежнему не больше кубика.
Крупные стеклянные предметы, такие как бутылки, стаканы или оконные стекла, нельзя производить таким способом, что на самом деле не было целью проекта, подчеркивает Масания.
Целью было, скорее, доказать возможность изготовления стеклянных предметов сложной геометрии с использованием процесса 3D-печати.
Однако новая технология – это не просто уловка. Исследователи подали заявку на патент и в настоящее время ведут переговоры с крупным швейцарским дилером стеклянной посуды, который хочет использовать эту технологию в своей компании.
