玻璃也可以3D打印吗?

zhenwang   2017-04-25 15:17:04

可以的,德国卡尔斯鲁厄技术研究所的研究员Rapp的团队想出了3D打印玻璃的新技术,可用来生产结实透明的玻璃。这项技术使用一种称为光固化快速成形的传统3D打印方法。在光固化快速成形中,打印机使用某种液体(通常是聚合物)逐层构建被打印物,在被激光照射后就会硬化。Rapp的团队已经找到了利用悬浮在液体聚合物中的玻璃粉进行打印的方法。一旦待打印对象被打印出来,它就会被放置在高温炉中,聚合物会燃烧掉,玻璃颗粒也会熔化,最后只留下硬化的玻璃。


当熔融的石英玻璃暴露于800摄氏度的火焰中时,打印玻璃便获得了高抗热抗震性,如图片展示的那样。

Rapp的技术虽然不是3D打印玻璃的第一例,但却是在低温下打印出透明玻璃的第一例。在两年前MIT的研究人员研发了挤压熔融玻璃的方法,而其他团队所用的较低温的技术生产的玻璃脆弱而又朦胧。Rapp团队却是利用现有的普通3d立体打印机,这意味着它不需要特殊设备。


Rapp说,玻璃有许多独特的性质使它成为3D打印的理想材料。他表示:“几乎没有什么材料能够暴露在玻璃所能承受的高温下。也几乎没有什么化学物质可以改变玻璃的性状,而聚合物可以通过紫外光和有机溶剂降解。”


玻璃也有其他材料无法比拟的透明度。即使是再透明的塑料透光性也不及玻璃,尽管玻璃易碎,但家家户户都在使用玻璃。尽管某些智能手机的镜头通常是塑料的,但因上述原因,高质量的镜头都是用的玻璃,Rapp说。


“手机拍照效果不及专业相机,镜头是很重要的原因之一”。Rapp表示,新的技术几乎可以打印任何东西。它可以用于微小,复杂的打印对象,如珠宝,镜片或电脑部件,或是大型对象,如玻璃窗。唯一的区别就是3D打印机本身。


3D打印技术比起非打印技术制造小玻璃模型,不需要使用危险的氢氟酸进行化学刻蚀,而且它可以制造出封闭的腔和通道,这是传统的玻璃吹制做不到的。而且比起非打印技术更有速度优势。


为了进行他们的研究,拉普的团队使用一种廉价而又未经改装的3D打印机,业余爱好者也能购买。“这是在机械上非常完善的技术平台,材料也是公认的,”Rapp说。“我们唯一做的就是利用现有技术用在新的东西上。”

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