211service.com
3D-utskrift bryter glasbarriären
Paletten av material som kan användas som 3D-tryckfärg växer snabbt i mångfald, men ett allmänt förekommande material har hittills saknats: transparent glas.
Detta objekt byggdes av en ny 3D-skrivare som kan arbeta med smält glas.
Det är redan möjligt att använda små granuler av glas i en pulverbädd med konventionella 3-D-utskriftstekniker som jetting och sintring, men produkterna blir ogenomskinliga. Nu har forskare vid MIT demonstrerade den första maskinen någonsin som kan skriva ut smält glas genom ett munstycke och göra genomskinliga glasföremål lager för lager enligt digitala instruktioner.
Den mest utmanande aspekten av att trycka glas är att det måste ske vid extremt höga temperaturer. För att rinna tillräckligt bra för att extruderas genom ett munstycke måste materialet hållas vid en temperatur över 1000 °C.
För att uppnå detta behöver skrivaren separata värmesystem för varje steg i tillverkningsprocessen. Det smälta glasbläcket är inrymt i en degel ovanför munstycket, där värmeslingor håller den önskade temperaturen. Glaset rinner från degeln till ett specialanpassat munstycke, där separata värmeslingor håller det tillräckligt varmt för att flyta och utan att fastna på insidan. Slutligen byggs föremål inuti en tredje värmekammare, som hålls strax över den temperatur vid vilken glaset blir fast. Detta gör att de utskrivna föremålen kan kylas gradvis, kontrollerat så att de inte går sönder.
Att hitta ett munstycke lämpligt för att trycka glas var en komplicerad uppgift, enligt Peter Houk, chef för MIT:s Glaslabb . För att fungera måste den vara gjord av ett material som både klarar höga temperaturer och motstår att glaset fastnar på det. Vid dessa höga temperaturer vill nästan allt fastna på glas, säger Houk. Platinamunstycken används inom industrin för vissa glastillverkningsprocesser, men är mycket dyra. Istället bestämde sig gruppen för ett specialtillverkat munstycke av aluminiumoxid.
Maskinen trycker soda lime glas, en familj av glas som används i allt från vattenglas till fönster. Men glasögon som Pyrex skulle i princip kunna tryckas på det här sättet också, fast vid mycket högre temperaturer.
Houk säger att han och hans kollegor fortfarande arbetar med att förstå de designbegränsningar som skrivaren ställer, inklusive vinklarna vid vilka det är möjligt att skriva ut och fortfarande bibehålla strukturell integritet, och svängradien för den motoriserade utskriftsapparaten. Gruppen arbetar också för att bättre förstå de tryckta objektens mekaniska och optiska egenskaper.
GIF:erna i den här artikeln togs från den här videon , med tillstånd av MIT Media Lab.