Технологія для 3D-друку прозорим склом

Дослідники Массачусетського технологічного інституту розробляють технологію для 3D-друку прозорим склом.

Скло є одним із найстаріших виробничих матеріалів, і останніми роками технологія обробки мало змінилася. Більшість матеріалу відливається або видувається для збереження оптичної прозорості та хімічної стабільності. У процесі відбулися покращення, пов’язані з традиційним литтям та видуванням скла, але продукти відрізняються високою однорідністю та низькою технологічністю.

Отже, адитивне виготовлення скла є потенційним способом виробництва дуже складних геометричних фігур і скляних предметів за індивідуальним замовленням. Використовуючи стереолітографію, дослідники з Університету Карлсруе вже досягли успіху у виробництві щодо прозорих скляних предметів. Однак, більш ранні приклади використання FDM-друку зі склом в основному відчували брак прозорості, а також у хімічних властивостях.

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту останніми роками працювали над новим виробничим процесом, який міг би друкувати прозорим склом. У грудні 2018 року дослідники опублікували свої досягнення у журналі « 3D-друк та адитивне виробництво».

Перша спроба: G3DP

Метою дослідників групи Mediated Matter Group у Массачусетському технологічному інституті є контроль оптичних та механічних властивостей скла з високою просторовою роздільною здатністю. Вже в серпні 2015 року вони представили перші кроки у своїх зусиллях щодо виробництва оптично прозорого скла з 3D-друком . Проект розпочався під назвою G3DP.

Однак при початкових спробах дослідники зіштовхнулися з проблемою збереження прозорості скла для 3D-друку та створення процесу виробництва рідини, оскільки розплавлене скло прилипатиме до зовнішньої поверхні сопел.

3D друковане скло: повний контроль над оптичними та механічними властивостями

На цій підставі дослідники взялися за свої рішення у проекті G3DP2. Дослідницька група розробила нову складну систему для реалізації 3D-друку зі склом.

Нова виробнича система включає цифрову інтегровану систему терморегулювання для різних етапів формування скла, а також нову чотиривісну систему управління рухом для управління потоком. Крім того, геометрія кута нахилу наконечника була змінена та збільшена з 30° до 45° і тепер зроблена з алюмінію, а не з кераміки. Це дозволяє підвищити просторову точність та чіткість.

Крім того, команда використовує закритий опалювальний бокс, в якому знаходиться вся розплавлена склянка. Ця коробка, в якій надруковано об’єкт, регулюється системою терморегуляції.

Ця 3D-технологія для виробів із прозорого скла є особливою, оскільки фактично створює прозорі скляні структури та контролює екструзію скла для охолодження та кристалізації без можливого забруднення чи структурних проблем.

Технологія вже продемонструвала свій архітектурний потенціал та можливості успішно використовувати відносно старий матеріал у поєднанні з найсучаснішими технологіями. Для цього було розроблено серію триметрових скляних колон для Міланського тижня моди 2017 року. Трохи більше, ніж через рік, у грудні, дослідники змогли опублікувати свої результати.