研究

苏黎世的研究人员开发新颖的玻璃3D打印方法

科学家复杂材料组苏黎世Eth,瑞士,使用专门的树脂和数字灯处理(DLP)具有3D打印的玻璃对象。

正如该研究中所述天然材料,,,,该方法利用了含有塑料和有机分子的杂化树脂的光聚合诱导的相分离。这会产生具有高空间分辨率和多氧化物化学成分的复杂玻璃零件。

研究指出:“ 3D印刷玻璃的少数诱人实例在其化学成分中受到限制,并且可以通过基于粒子或熔融玻璃技术实现的低分辨率来遭受低分辨率的影响。”

“通过3D打印对氧化物眼镜的数字制造代表了玻璃设计和制造方式的主要范式转变,这是探索当前技术无法访问的功能的开放机会。”

玻璃3D打印

与传统的玻璃生产方法(例如吹式,旋转和手动滚动)相比,添加剂制造具有加速高分辨率物体的创建的潜力。雷电竞充值根据该小组的说法,自动化以前的玻璃制造方法可以在使用此类材料的行业中树立新的生产率和质量标准。

虽然使用3D打印技术熔融玻璃陶瓷颗粒研究人员已经探索了一些缺点。使用熔融玻璃,需要极高的温度耐热设备,而陶瓷粉制成的零件则缺乏复杂性。

因此,定制树脂的实现是可行的,因为它可以与可用的DLP 3D打印机一起使用。雷电竞app下载此外,研究人员能够在DLP过程的每一层(包括孔径)中更改各种参数。经过实验,观察到弱光强度会导致大毛孔和强烈的照明会产生小毛孔。

Kunal Masania博士,高级科学家苏黎世Eth, 添加,“我们是偶然发现的,但是我们可以使用它直接影响印刷物体的孔径。”

3D打印的玻璃叶。通过EthZürich的照片。
3D打印的玻璃叶。通过EthZürich的照片。

修改玻璃制作过程

对玻璃部分的微观结构的修改也是研究人员方法中不可或缺的一部分。这是通过将化学化合物(例如二氧化硅与硼酸盐或磷酸盐)混合到树脂中来逐层完成的。在此过程中,将丙烯酸酯单体和前陶瓷前体进行光聚合。然后,使用DLP阶段制成的空白在两个不同的温度下使用射击方法处理:在600°C下燃烧聚合物框架和1000°C,以将陶瓷结构致密化成玻璃。

据说这可以显着收缩物体(与死亡相当的大小),因为它们变得透明且像窗玻璃一样硬。根据Masania博士的说法,大型玻璃物体(例如瓶子,水杯或窗玻璃)并不是该实验的重点。相反,该小组希望证明产生复杂几何形状的玻璃对象的可行性。

目前,研究人员已申请专利,并正在与对该技术感兴趣的瑞士玻璃器皿经销商进行谈判。该研究得出结论:“使用光诱导的相分离对氧化物进行编程的能力进一步利用为DLP印刷分层陶瓷,具有复杂的宏观几何形状和纳米级的体素特异性孔径。”

“通过这项工作中展示的高分辨率复杂几何形状和多组分眼镜的本地可调结构,提议的3D打印平台是将现代数字制造过程提供的高水平自动化与对形状和化学的准确控制相结合的一步传统上是通过手动劳动实现的。”

空白(左)以600度发射以消除塑料框架。在第二个启动步骤中,物体变为玻璃(右)。通过Eth Zurich的照片。
空白(左)以600度发射以消除塑料框架。在第二个启动步骤中,物体变为玻璃(右)。通过Eth Zurich的照片。

使用相分离的树脂对多组分眼镜的三维印刷”由David G. Moore,Lorenzo Barbera,Kunal Masania和AndréR。Studart合着。

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特色图显示了3D打印的制动悬架链接组件。通过移动性拍照是添加剂。