Технология для 3D-печати прозрачным стеклом

Технология для 3D-печати прозрачным стеклом

Исследователи Массачусетского технологического института разрабатывают технологию для 3D-печати прозрачным стеклом.

Стекло является одним из старейших производственных материалов, и в последние годы технология обработки мало изменилась. Большая часть материала отливается или выдувается для сохранения оптической прозрачности и химической стабильности. В процессе произошли улучшения, связанные с традиционным литьем и выдуванием стекла, но продукты отличаются высокой однородностью и низкой технологичностью.

Следовательно, аддитивное изготовление стекла представляет собой потенциальный способ производства очень сложных геометрических фигур и стеклянных предметов по индивидуальному заказу. Используя стереолитографию, исследователи из Университета Карлсруэ уже преуспели в производстве относительно прозрачных стеклянных предметов. Однако, более ранние примеры использования FDM-печати со стеклом в основном испытывали недостаток в прозрачности, а также в химических свойствах.

Исследователи из Массачусетского технологического института в последние годы работали над новым производственным процессом, который мог бы осуществлять печать прозрачным стеклом. В декабре 2018 года исследователи опубликовали свои достижения в журнале «3D-печать и аддитивное производство».

Первая попытка: G3DP

Целью исследователей группы Mediated Matter Group в Массачусетском технологическом институте является контроль оптических и механических свойств стекла с высоким пространственным разрешением. Уже в августе 2015 года они представили первые шаги в своих усилиях по производству оптически прозрачного стекла с 3D-печатью. Проект начался под названием G3DP.

Однако при первоначальных попытках исследователи столкнулись с проблемой сохранения прозрачности стекла для 3D-печати и создания процесса производства жидкости, так как расплавленное стекло будет прилипать к внешней поверхности сопел.

3D печатное стекло: полный контроль над оптическими и механическими свойствами

На этом основании исследователи взялись за свои решения в проекте G3DP2. Исследовательская группа разработала новую сложную систему для реализации 3D-печати со стеклом.

Новая производственная система включает в себя цифровую интегрированную систему терморегулирования для различных этапов формования стекла, а также новую четырехосную систему управления движением для управления потоком. Кроме того, геометрия угла наклона наконечника была изменена и увеличена с 30 ° до 45 ° и теперь сделана из алюминия, а не из керамики. Это позволяет повысить пространственную точность и четкость.

Кроме того, команда использует закрытый отапливаемый бокс, в котором находится весь расплавленный стакан. Эта коробка, в которой напечатан объект, регулируются системой терморегуляции.

Эта 3D-технология для изделий из прозрачного стекла является особенной, поскольку фактически создает прозрачные стеклянные структуры и контролирует экструзию стекла для охлаждения и кристаллизации без возможного загрязнения или структурных проблем.

Технология уже продемонстрировала свой архитектурный потенциал и возможности успешно использовать относительно старый материал в сочетании с самыми современными технологиями. Для этого была разработана серия трехметровых стеклянных колонн для Миланской недели моды 2017 года. Чуть более года спустя, в декабре, исследователи смогли опубликовать свои результаты.