據(jù)《3D打印商情》了解，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開(kāi)發(fā)了一種通過(guò)3D打印生產(chǎn)復(fù)雜玻璃物體的技術(shù)，該方法基于立體光刻技術(shù)。
研究人員開(kāi)發(fā)了一種特殊的樹(shù)脂，其中包含與玻璃前體結(jié)合的塑料和有機(jī)分子。可以使用可商購(gòu)的數(shù)字光處理技術(shù)對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行處理（該技術(shù)用紫外線(xiàn)圖案照射樹(shù)脂。無(wú)論光線(xiàn)照射到樹(shù)脂的何處，它都會(huì)變硬，因?yàn)榫酆衔飿?shù)脂的感光組分在暴露點(diǎn)發(fā)生交聯(lián)）。塑料單體結(jié)合形成迷宮般的結(jié)構(gòu)，從而形成聚合物。含陶瓷的分子填充了這個(gè)結(jié)構(gòu)的空隙。
該過(guò)程允許使用可以逐層更改的參數(shù)（包括孔徑）逐層構(gòu)建對(duì)象，弱光強(qiáng)度導(dǎo)致較大的孔，強(qiáng)烈的照明會(huì)產(chǎn)生較小的孔。
“我們偶然發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)，但是我們可以用它直接影響打印物體的孔徑?！碧K黎世聯(lián)邦理工學(xué)院復(fù)雜材料小組的Kunal Masania說(shuō)。
研究人員還能夠通過(guò)將二氧化硅與硼酸鹽或磷酸鹽混合并將其添加到樹(shù)脂中來(lái)逐層修改微觀結(jié)構(gòu)。復(fù)雜的物體可以由不同類(lèi)型的玻璃制成，甚至可以使用該技術(shù)組合在同一物體中。
然后，研究人員在兩種不同的溫度下燒制以這種方式生產(chǎn)的坯料：在600°C下燒掉聚合物骨架，然后在約1000°C下將陶瓷結(jié)構(gòu)致密化為玻璃。在燒制過(guò)程中，物體明顯收縮，但變得像窗戶(hù)玻璃一樣透明和堅(jiān)硬。 Masania說(shuō)，3D打印的玻璃物體仍然沒(méi)有模具那么大，像瓶子、酒杯或窗玻璃這樣的大玻璃制品也不能用這種方式生產(chǎn)--這實(shí)際上不是該項(xiàng)目的目標(biāo)。
相反，其目的是證明使用3D打印工藝生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀的玻璃物體的可行性。研究人員已經(jīng)申請(qǐng)了專(zhuān)利，據(jù)報(bào)道正在與希望使用該技術(shù)的瑞士玻璃經(jīng)銷(xiāo)商進(jìn)行談判。
這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然材料》（www.doi.org/10.1038/s41563-019-0525-y）上。
研究人員開(kāi)發(fā)了一種特殊的樹(shù)脂，其中包含與玻璃前體結(jié)合的塑料和有機(jī)分子。可以使用可商購(gòu)的數(shù)字光處理技術(shù)對(duì)樹(shù)脂進(jìn)行處理（該技術(shù)用紫外線(xiàn)圖案照射樹(shù)脂。無(wú)論光線(xiàn)照射到樹(shù)脂的何處，它都會(huì)變硬，因?yàn)榫酆衔飿?shù)脂的感光組分在暴露點(diǎn)發(fā)生交聯(lián)）。塑料單體結(jié)合形成迷宮般的結(jié)構(gòu)，從而形成聚合物。含陶瓷的分子填充了這個(gè)結(jié)構(gòu)的空隙。
使用3D打印機(jī)創(chuàng)建的各種玻璃對(duì)象。
該過(guò)程允許使用可以逐層更改的參數(shù)（包括孔徑）逐層構(gòu)建對(duì)象，弱光強(qiáng)度導(dǎo)致較大的孔，強(qiáng)烈的照明會(huì)產(chǎn)生較小的孔。
“我們偶然發(fā)現(xiàn)了這一點(diǎn)，但是我們可以用它直接影響打印物體的孔徑?！碧K黎世聯(lián)邦理工學(xué)院復(fù)雜材料小組的Kunal Masania說(shuō)。
研究人員還能夠通過(guò)將二氧化硅與硼酸鹽或磷酸鹽混合并將其添加到樹(shù)脂中來(lái)逐層修改微觀結(jié)構(gòu)。復(fù)雜的物體可以由不同類(lèi)型的玻璃制成，甚至可以使用該技術(shù)組合在同一物體中。
然后，研究人員在兩種不同的溫度下燒制以這種方式生產(chǎn)的坯料：在600°C下燒掉聚合物骨架，然后在約1000°C下將陶瓷結(jié)構(gòu)致密化為玻璃。在燒制過(guò)程中，物體明顯收縮，但變得像窗戶(hù)玻璃一樣透明和堅(jiān)硬。 Masania說(shuō)，3D打印的玻璃物體仍然沒(méi)有模具那么大，像瓶子、酒杯或窗玻璃這樣的大玻璃制品也不能用這種方式生產(chǎn)--這實(shí)際上不是該項(xiàng)目的目標(biāo)。
相反，其目的是證明使用3D打印工藝生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀的玻璃物體的可行性。研究人員已經(jīng)申請(qǐng)了專(zhuān)利，據(jù)報(bào)道正在與希望使用該技術(shù)的瑞士玻璃經(jīng)銷(xiāo)商進(jìn)行談判。
這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然材料》（www.doi.org/10.1038/s41563-019-0525-y）上。
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