玻璃也能3D打印了

Hsiao Chen
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融窑室在大约1900°F温度下工作,可容纳足够材料制作一个玻璃结构器件。熔融材料通过由氧化铝—锆石—硅制成的喷嘴流下来。
 

  最近,美国麻省理工学院科学家在研究一种加法制造精细玻璃的新工艺:通过3D打印技术造出精美绝伦而且可能用途更广的玻璃。

  麻省理工学院介导物质团队联合该校机械工程系、怀斯研究所和玻璃实验室开发出的这种3D打印玻璃工艺称为“G3DP”,制作出的产品被称为加法制造光学透明玻璃。据物理学家组织网近日报道,介导物质团队的主要研究领域是仿生设计制造工具和技术,旨在把计算机科学、材料工程学与设计学结合在一起,探索新型设计的工艺创新。

  传统的玻璃制造工艺包括塑模、成型、吹制、电镀或烧结等工序,最后的产品质量与制造技术水平密切相关。从古埃及发现制造玻璃珠的核成型工艺,经过罗马时代发明的金属管吹制工艺,到现代能造出大尺寸平板玻璃的皮尔金顿浮法工艺,玻璃制造技术上的每一次新突破都是长期实验和创新的结果。此次研究团队的“G3DP”工艺同样如此。他们利用加法制造平台,通过3D打印工艺来制造光学透明玻璃。

  “G3DP”的设计基础是一种双层加热室,上层作融窑室,下层用于退火。3D打印网站(3D Print.com)的布莱恩·克拉森特恩说:“这种机器的工作原理非常简单。打印机的顶部主要是一个小融窑,用户可以把玻璃放进去。在融窑达到一定温度,大约1900华氏度(约为1038摄氏度),很容易将其中的玻璃融化。下面的打印部分是一个由氧化铝—锆石—硅制成的喷嘴,功能和常见的桌面熔融沉积成型3D打印机的热端类似。熔融玻璃从融窑中流下来,通过喷嘴挤在一个制作台上,慢慢冷却变硬。如果想停止打印,只需用压缩空气降低喷嘴温度。”

  研究人员说,他们将选出部分玻璃产品,明年拿到史密森尼设计博物馆——库伯·休伊特博物馆去展出。相关论文《加法制造光学透明玻璃》将发表在9月份出版的《3D打印与加法制造》杂志上。

  总编辑圈点

  3D打印技术现在正在成为工业界和科学界的宠儿。继打印出房子,手枪等用品之后,麻省理工大学的研究人员开始3D打印玻璃。然而,与普通的3D打印不同,这项玻璃打印技术旨在完美结合计算机技术,材料技术和设计学,其玻璃制造平台,将使玻璃制造技术达到有史以来的新高度。这项跨学科的研究证明,制造工艺的提升,除了单纯的从本领域实现突破外,合理的与其他领域的新技术进行融合,也能带来新成果。这也将在以后的科技发展中被不断验证。

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