211service.com
Druk 3D przełamuje szklaną barierę
Paleta materiałów, które można wykorzystać jako atrament do druku 3D, szybko się powiększa, ale do tej pory brakowało jednego wszechobecnego materiału: przezroczystego szkła.
Obiekt ten został zbudowany przez nową drukarkę 3D, która może pracować ze stopionym szkłem.
Już teraz można używać maleńkich granulek szkła w łożu proszkowym za pomocą konwencjonalnych technik drukowania 3D, takich jak natryskiwanie i spiekanie, ale produkty są nieprzezroczyste. Teraz naukowcy z MIT mają zademonstrowane pierwsza w historii maszyna, która może drukować stopione szkło przez dyszę i wytwarzać przezroczyste szklane przedmioty warstwa po warstwie zgodnie z cyfrowymi instrukcjami.
Najtrudniejszym aspektem drukowania na szkle jest to, że musi się to odbywać w ekstremalnie wysokich temperaturach. Aby przepływać wystarczająco dobrze, aby można go było wytłaczać przez dyszę, materiał musi być utrzymywany w temperaturze wyższej niż 1000 °C.
Aby to osiągnąć, drukarka potrzebuje oddzielnych systemów grzewczych na każdym etapie procesu produkcyjnego. Atrament ze stopionego szkła jest umieszczony w tyglu nad dyszą, gdzie cewki grzejne utrzymują pożądaną temperaturę. Szkło przepływa z tygla do niestandardowej dyszy, w której oddzielne wężownice grzejne utrzymują ciepło na tyle, aby przepływało i nie przywierało do środka. Wreszcie obiekty są budowane w trzeciej komorze grzewczej, w której utrzymuje się temperaturę tuż powyżej temperatury, w której szkło twardnieje. Pozwala to na stopniowe, kontrolowane schładzanie drukowanych przedmiotów, tak aby nie pękały.
Znalezienie dyszy odpowiedniej do drukowania na szkle było skomplikowanym zadaniem, według Petera Houka, szefa MIT Szkło laboratoryjne . Aby mógł działać, musi być wykonany z materiału, który wytrzyma zarówno wysokie temperatury, jak i przywiera do niego szkło. W tych podwyższonych temperaturach prawie wszystko chce przyklejać się do szkła, mówi Houk. Dysze platynowe są stosowane w przemyśle w niektórych procesach produkcji szkła, ale są bardzo drogie. Zamiast tego grupa zdecydowała się na zrobioną na zamówienie dyszę wykonaną z tlenku glinu.
Maszyna drukuje na szkle sodowo-wapniowym, rodzinie szkieł używanych do wszystkiego, od szklanek do wody po okna. Ale szkła takie jak Pyrex można w zasadzie drukować w ten sposób, choć w znacznie wyższych temperaturach.
Houk mówi, że on i jego koledzy wciąż pracują nad zrozumieniem ograniczeń projektowych nałożonych przez drukarkę, w tym kątów, pod którymi można drukować i nadal zachować integralność strukturalną, oraz promienia skrętu zmotoryzowanego urządzenia drukującego. Grupa pracuje również nad lepszym zrozumieniem mechanicznych i optycznych właściwości drukowanych obiektów.
GIFy w tym artykule zostały zaczerpnięte z ten film , dzięki uprzejmości MIT Media Lab.