Новая система 3D-печати является первой, с помощью которой можно создать прочные стеклянные структуры на основе компьютерных моделей.
Технология 3D-печати бурно развивалась в последние годы и теперь охватывает широкий диапазон материалов, в том числе пластмасс и металлов. Одновременно с этим стоимость 3D-принтеров снизилась достаточно, чтобы сделать возможным их использование даже на бытовом уровне.
Теперь команда исследователей MIT открыла новые возможности 3D-печати: способность печатать оптически прозрачные стеклянные предметы.
Новая технология описана в журнале Journal of 3D Printing and Additive Manufacturing.
До этого другие группы пытались напечатать стеклянные предметы с помощью 3D-печати, но главным препятствием была чрезвычайно высокая температура, необходимая для плавления материала. Некоторые из них использовали мельчайшие частицы стекла, которые соединялись вместе при более низкой температуре в процессе спекания. Но такие объекты являлись непрочными и оптически непрозрачными.
Высокотемпературная технология, разработанная командой MIT, сохраняет эти свойства, т.е. напечатанные стеклянные объекты являются прочными и полностью прозрачным для света. Как и другие 3D-принтеры, имеющиеся сейчас на рынке, устройство может печатать объекты, созданные в компьютерной программе проектирования, производя готовую продукцию при небольшом вкладе человека.
В настоящем варианте устройства расплавленное стекло загружают в загрузочную воронку в верхней части устройства. В процессе работы загрузочная воронка устройства и сопло, через которое происходит экструзия стекла для формирования объекта, выдерживают при температуре около 1000 0С, что намного выше, чем температура, используемая для других видов 3D-печати.
3D-печать стеклянного объекта.
Photo: Steven Keating
Одна из проблем данной технологии – это как сохранить нить из стекла достаточно горячей, чтобы можно было формировать следующий слой структуры, но не настолько, что структура превратится в бесформенную глыбу. Эту проблему исследователи решили следующим образом. В устройстве имеется три отдельных компонента, которые независимо друг от друга могут быть нагреты до требуемых температур: верхний резервуар для запаса расплавленного стекла, сопло в нижней части этой камеры, и нижняя камера, в которой происходит печать объекта.
Новое устройство может позволить получить стеклянные объекты любой формы. Дополнительная работа будет сосредоточена на использовании цветного стекла.
Источник: http://news.mit.edu/2015/3-d-printing-transparent-glass-0914