Швейцарские ученые научились делать на 3-D принтере сложные изделия из стекла

Ученые использовали 3-D процесс печати для получения сложных и высокопористых стеклянных объектов, сообщает phys.org . Основой для этого служит специальная смола, которая затвердевает под воздействием ультрафиолетового излучения.

Изготовление стеклянных объектов с помощью 3D-печати не так просто. Только несколько групп исследователей по всему миру пытались производить стекло таким образом.

Некоторые изготавливали объекты методом печати расплавленным стеклом, но для этого требуются чрезвычайно высокие температуры и термостойкое оборудование. Другие использовали порошкообразные керамические частицы, которые могут быть напечатаны при комнатной температуре, а затем спечены позже для создания стекла; однако объекты, полученные таким образом, не очень сложны.

Исследователи из Швейцарской высшей технической школы ( ETH Zurich) использовали новую технику для производства сложных стеклянных объектов методом трехмерной печати. Результаты из исследования представлены в последнем номере журнала Natural Materials.

Смолу облучают ультрафиолетом. В результате пластиковые мономеры объединяются, образуя лабиринтоподобную структуру, создавая полимер. Керамические молекулы заполняют пустоты этого лабиринта. Таким образом, объект может быть построен слой за слоем. Исследователи могут изменять различные параметры в каждом слое, в том числе размер пор: слабая интенсивность облучения приводит к большим порам; интенсивное освещение создает небольшие поры. Такой эффект был обнаружен случайно. Исследователи также могут изменять микроструктуру, слой за слоем, смешивая кремнезем с Боратом или фосфатом и добавляя его в смолу. Сложные объекты могут быть изготовлены из различных видов стекла, или даже объединены в одном объекте. Затем заготовка обжигается. В процессе обжига изготовленные предметы значительно сжимаются, но становятся прозрачными и твердыми, как оконное стекло.

Целью проекта было доказать целесообразность изготовления стеклянных объектов сложной геометрии с использованием процесса трехмерной печати. Исследователи подали заявку на патент и в настоящее время ведут переговоры с крупным швейцарским дилером стеклянной посуды, который хочет использовать технологию в своей компании.