3D-принтеры теперь могут печатать из стекла
Новая технология 3D-печати теперь позволяет печатать крошечные, сложные стеклянные структуры. Объекты, которые были напечатаны в 3D, обычно делались из полимера. Однако, по словам исследователей, уникальные оптические и физические свойства стекла делают его идеальным материалом для печати.
В рамках исследования ученые из Технологического института Карлсруэ в Германии разработали новую технику печати с использованием стеклянного порошка. В процессе печати мелкодисперсный порошок стекла суспендировали в жидкости и стандартном 3D-принтере. Затем исследователи использовали кислоту, чтобы вытравить мелкие детали на стекле. Затем стеклянный порошок нагревали до температур, достигающих 1300 градусов по Цельсию, чтобы сжечь излишки и удержать крошечные стеклянные частицы, которые сплавлялись вместе.
По словам ведущего автора исследования доктора Бастиана Раппа, разработка конструкций на заказ из высокочистых стекол оказывается сложной задачей, так как для них требуются экстремальные температуры и потенциально опасные химические вещества. Тем не менее, новый метод помог решить эту проблему благодаря использованию легкоплавкого нанокомпозита на основе диоксида кремния, известного как жидкое стекло.
Этот материал был затем подвергнут экстремальному нагреву, чтобы получить структуры из кварцевого стекла оптического качества. Разработанные структуры были гладкими и прозрачными и содержали мелкие детали размером всего в несколько десятков микрометров.
Ведущий исследователь подтвердил, что ранее два метода формировали стекло в процессе 3D-печати с использованием натриево-кальциевого стекла, подвергающегося воздействию температур, достигающих около 1000 градусов по Цельсию. Полученные структуры имели высокую шероховатость поверхности. Но, по его словам, новый метод позволил разработать структуры с достаточной четкостью и отражательной способностью.
Исследователи утверждают, что новая технология может использоваться в различных оптических приложениях, таких как высококачественные линзы и фильтры.
«Эта работа расширяет выбор материалов для 3D-печати, позволяя создавать произвольные макро- и микроструктуры из плавленого кварцевого стекла для многих применений как в промышленности, так и в научных кругах. Этот процесс делает один из древнейших материалов, известных человечеству, доступным для современных технологий 3D-печати», - добавил доктор Рапп.
