Инженеры Швейцарской высшей технической школы (ETH) разработали новый метод 3D-печати, который позволяет создавать из стекла невероятно сложные пористые фигуры. До сих пор создание подобных стеклянных форм было технически невозможным. Все из-за сложности производственного процесса.
Лишь горстка исследователей по всему миру занимается разработкой технологии 3D-печати стеклом. Один из предлагаемых методов предполагает традиционную послойную печать. Но эта технология очень сложна и требует работы с чрезвычайно высокими температурами и жаростойкой электроникой. Альтернативный метод предполагает использование порошковых керамических частиц, которые формируют фигуру при комнатной температуре, а затем спекаются до состояния создания стекла. Этот метод не так сложен в реализации, но тоже не идеален. И послойная, и порошковая печать не позволяют создавать сложные стеклянные объекты с очень мелкими деталями или пористой внутренней структурой. Зато это становится возможным благодаря новой технологии, разработанной в ETH.
Новая технология
Новый метод основан на стереолитографии, одной из первых технологий 3D-печати, разработанных еще в 1980-е. Новшество же заключается в используемом материале. Инженеры ETH разработали специальную смолу, которая содержит пластик и органические молекулы, удерживающие частицы будущего стекла. Результатами своей работы исследователи поделились в последнем номере журнала Natural Materials.
Изначально смола обрабатывается при помощи обычной стереолитографии. То есть, контейнер со смолой подвергается воздействию ультрафиолетовых лучей. Там, где лучи попадают на смолу, она затвердевает. Пластиковые мономеры “склеиваются” формируя твердую лабиринтоподобную полимерную структуру. Молекулы, содержащие в себе частицы керамики, заполняют полости этого “лабиринта”.
Объект формируется слой за слоем, при этом параметры слоев могут меняться. Например, слабая интенсивность ультрафиолета приводит к образованию более крупных пор в полимере. Добавляя в раствор диоксид кремния, исследователи могут менять состав стекла. Благодаря этому, конечная фигура может состоять из различных типов стекла.
Наконец, дальше наступает самое интересное. Затвердевшую заготовку исследователи запекают при двух различных температурах. При 600° С полностью выжигается сгорает полимерный каркас. При 1000° С оставшаяся керамика переплавляется в стекло. В процессе обжига предметы уплотняются и приобретают прозрачность. Но главное - они сохраняют свою сложность и детализированность, которой невозможно добиться иным путем.
Разработчики утверждают, что новая технология может найти применение в различных технологиях, науке и изобразительном искусстве. ETH уже запатентовал метод и заключил контракт с крупнейшим в Швейцарии производителем стеклянных изделий.
Если хотите получать новости через мессенджер, подписывайтесь на новый Telegram-канал iGate
