Разработиха иновативна технология за 3D принтиране на стъкло

Триизмерният печат позволява производството на малки и комплексни изделия дори в къси серии. Иновативен метод, дело на немски инженери, прави възможно 3D принтирането на стъкло и разкрива нови приложения на тази производствена технология в различни области като оптика, пренос на данни, биотехнологии и др. Методът, разработен от учени от Техническия университет в Карлсруе, дава възможност за

адитивното производство на изделия от стъкло
а свойствата на този материал (прозрачност, топлинна стабилност и устойчивост на киселини), използван още в Древността, могат значително да разширят приложната област на 3D печата. Технологията е сред акцентите на тазгодишното издание на Хановерския панаир, което се проведе между 24 и 28 април.

Същност на метода
Разработката е дело на интердисциплинарен екип от химици, електроинженери и биолози. Изследователите смесват наночастици от кварцово стъкло с висока чистота и малко количество течен полимер и позволяват тази смес се втвърди в определени точки под въздействието на светлина чрез стереолитография. Формата първоначално е нестабилна. Материалът, който остава течен, се измива в баня от разтворител, като остава само желаната втвърдена структура. Стъклото се синтерова в последната стъпка, така че стъклените частици да се слепят. Полимерът, все още останал в стъклената форма, се отстранява чрез нагряване.

Предимства на технологията
Разнообразието от техники за 3D печат, разработвани и прилагани досега, се използват основно за полимери или метали. Когато се изработват стъклени структури, например чрез топене или леене на стъкло с помощта на дюза, повърхността на изделията обикновено е много груба, материалът е порьозен и съдържа кухини.
"Представяме нов метод, иновация в обработката на материалите, в която материалът за изработка на изделието е кварцово стъкло с висока чистота със съответните химични и физични свойства. С него могат да бъдат произвеждани мини и микро структури с размери от няколко сантиметра до няколко микрометра (или хилядни от милиметъра)", поясняват учените от Университета в Карлсруе.

Приложения
Изделията, произведени чрез 3D печат на стъкло, могат да намерят широко приложение в компютърните технологии. "Следващото поколение компютри ще използва светлина, която ще изисква сложни структури на процесора. 3D технологията може да се използва например, за да се създадат малки сложни структури от голям брой миниатюрни оптични компоненти с различни ориентации", твърдят от инженерния екип.
В сферата на био- и медицинските технологии посредством тази техника могат да бъдат произвеждани различни аналитични системи с малки размери, направени от миниатюрни стъклени тръбички. В допълнение, триизмерните микроструктури от стъкло могат да се използват и в различни области на оптиката – от очила и контактни лещи до лещите в камерите за лаптопи и телефони, допълват учените.

Снимка: KIT (Технически университет в Карлсруе)