Создан метод высококачественной 3d-печати стеклом

Несколько инженеров из Технологического университета Карлсруэ создали новый способ 3D-печати стеклом, имеющий значительно громадную точность, чем дешёвые сейчас. Работа размещена в издании Nature.

Производство прозрачных стеклянных изделий произвольной формы требует сложной термической и химической обработки. Вследствие этого, применение классических способов 3D-печати для стекла, в особенности для небольших подробностей, затруднено. Существовавшие на момент публикации разработки разрешали посредством 3D-печати создавать изделия или с высокой прозрачностью, или с высоким качеством поверхности (не сильный шероховатостью).

Представленный способ в первый раз разрешил объединить оба этих свойства.

Создан метод высококачественной 3d-печати стекломFrederik Kotz et al. / Nature

Схема 3D-печати. Frederik Kotz et al. / Nature

В качестве базы нового способа инженеры решили применять стереолитографию, прекрасно зарекомендовавшую себя в хорошей 3D-печати пластиком. Сравнительно не так давно похожим методом обучились печатать термостойкую керамику. Сперва был подготовлен коллоидный раствор наночастиц оксида кремния (главного компонента стекла) в фотополимере гидроксиэтилметакрилате.

Посредством ультрафиолета, проходящего через трафарет заготовке послойно придавалась начальная форма: под действием ультрафиолета фотополимер в нужных местах затвердевал, заготовка поднималась, оставляя жидкий полимер ниже и процесс повторялся для новых слоев. После этого, заготовка нагревалась, почему полимер удалялся, оставляя готовое изделие из чистого стекла. Финальный отжиг уплотнял напечатанное стекло убирая из него поры.

Изучение посредством дифракции и спектроскопии продемонстрировало, что полученное стекло имеет аморфную структуру, не отличимую от стекла, взятого классическим способом.

Демонстрация термоустойчивости – нагревание до 800 °C. Frederik Kotz et al. / Nature

Для демонстрации возможностей способа исследователи решили напечатать модель средневекового замка неспециализированным размером около двух миллиметров со структурными элементами в 80 микрометров и толщиной слоя 20 микрометров. Полученный материал был устойчивым к химическим действиям и имел очень ровную и ровную поверхность, что подтверждают эти атомно-силовой микроскопии.

Представленная разработка возможно использована в микроэлектронике, компактных оптических устройствах и микрофлюидике, где очень важен качество и размер структурных элементов. За счет применение распространенного способа стереолитографии исследователи сохраняют надежду на легкое внедрение разработки.

Ранее исследователи из MIT уже представили экспериментальный 3D-принтер, печатающий стеклом, что, но, не отличался высоким качеством создаваемых подробностей.

Создатель: Григорий Копиев

NEW! BOROSILICATE GLASS for 3D printing. Full review

Статьи, которые будут Вам интересны: