融窯室在大約1900°F溫度下工作,可容納足夠材料製作一個玻璃結構器件。熔融材料通過由氧化鋁—鋯石—硅製成的噴嘴流下來。
科技日報北京8月24日電 (記者常麗君)最近,美國麻省理工學院科學家在研究一種加法製造精細玻璃的新工藝:通過3D列印技術造出精美絕倫而且可能用途更廣的玻璃。
麻省理工學院介導物質團隊聯合該校機械工程系、懷斯研究所和玻璃實驗室開發出的這種3D列印玻璃工藝稱為“G3DP”,製作出的産品被稱為加法製造光學透明玻璃。據物理學家組織網近日報道,介導物質團隊的主要研究領域是倣生設計製造工具和技術,旨在把電腦科學、材料工程學與設計學結合在一起,探索新型設計的工藝創新。
傳統的玻璃製造工藝包括塑模、成型、吹制、電鍍或燒結等工序,最後的産品品質與製造技術水準密切相關。從古埃及發現製造玻璃珠的核成型工藝,經過羅馬時代發明的金屬管吹制工藝,到現代能造出大尺寸平板玻璃的皮爾金頓浮法工藝,玻璃製造技術上的每一次新突破都是長期實驗和創新的結果。此次研究團隊的“G3DP”工藝同樣如此。他們利用加法製造平臺,通過3D列印工藝來製造光學透明玻璃。
“G3DP”的設計基礎是一種雙層加熱室,上層作融窯室,下層用於退火。3D列印網站(3D Print.com)的布萊恩·克拉森特恩説:“這種機器的工作原理非常簡單。印表機的頂部主要是一個小融窯,用戶可以把玻璃放進去。在融窯達到一定溫度,大約1900華氏度(約為1038攝氏度),很容易將其中的玻璃融化。下面的列印部分是一個由氧化鋁—鋯石—硅製成的噴嘴,功能和常見的桌面熔融沉積成型3D印表機的熱端類似。熔融玻璃從融窯中流下來,通過噴嘴擠在一個製作臺上,慢慢冷卻變硬。如果想停止列印,只需用壓縮空氣降低噴嘴溫度。”
研究人員説,他們將選出部分玻璃産品,明年拿到史密森尼設計博物館——庫伯·休伊特博物館去展出。相關論文《加法製造光學透明玻璃》將發表在9月份出版的《3D列印與加法製造》雜誌上。
總編輯圈點
3D列印技術現在正在成為工業界和科學界的寵兒。繼列印出房子,手槍等用品之後,麻省理工大學的研究人員開始3D列印玻璃。然而,與普通的3D列印不同,這項玻璃列印技術旨在完美結合電腦技術,材料技術和設計學,其玻璃製造平臺,將使玻璃製造技術達到有史以來的新高度。這項跨學科的研究證明,製造工藝的提升,除了單純的從本領域實現突破外,合理的與其他領域的新技術進行融合,也能帶來新成果。這也將在以後的科技發展中被不斷驗證。