Ученые Теперь Могут Создавать Стеклянные Фигурки С Помощью 3D-Принтера

{h1}

Согласно новому исследованию, сложные стеклянные изделия, такие как миниатюрные замки и крошечные крендели, теперь могут быть изготовлены с использованием 3d-печати.

Согласно новому исследованию, сложные стеклянные изделия, такие как миниатюрные замки и крошечные крендели, теперь могут быть изготовлены с использованием 3D-печати. Исследователи считают, что однажды эту технику можно использовать для изготовления линз для камер смартфонов, а также других ключевых стеклянных компонентов.

Археологические исследования показывают, что люди использовали стекловарение на протяжении тысячелетий. Процесс обычно требует горячих печей и агрессивных химикатов. Недавно ученые исследовали, могут ли они обойти эти недостатки, используя 3D-печать.

3D-принтер - это машина, которая создает предметы из самых разных материалов: пластика, керамики, металла и даже более необычных ингредиентов, таких как живые клетки. Эти устройства работают путем нанесения слоев материала, так же как обычные принтеры наносят чернила, за исключением того, что 3D-принтеры также могут наносить плоские слои друг на друга, чтобы строить объекты в трех измерениях. [10 самых странных вещей, созданных с помощью 3D-печати]

До сих пор, по словам исследователей в новом исследовании, единственные методы придания формы стеклу с использованием 3D-печати также требовали использования лазера или нагревания материалов до температуры обжига около 1800 градусов по Фаренгейту (1000 градусов по Цельсию). В обоих случаях конечные продукты были грубыми, грубыми структурами, которые не подходили для многих применений, добавили исследователи.

«Люди думали, что со стеклом было слишком сложно работать с помощью 3D-печати», - говорит старший автор исследования Бастиан Рапп, инженер-механик из Технологического института Карлсруэ в Эггенштайн-Леопольдсхафен, Германия.

Эта сотовая структура, напечатанная из кварцевого стекла, подвергается воздействию пламени, которое составляет почти 1500 градусов по Фаренгейту (800 градусов по Цельсию).

Эта сотовая структура, напечатанная из кварцевого стекла, подвергается воздействию пламени, которое составляет почти 1500 градусов по Фаренгейту (800 градусов по Цельсию).

Кредит: НептунЛаб / КИТ

Теперь ученые разработали новую технику для изготовления сложных стеклянных конструкций с использованием стандартного 3D-принтера. Исследователи сказали, что секрет в том, что они называют «жидким стеклом».

«Эта работа заключается в том, что она закрывает важный пробел в палитре современной 3D-печати», - сказал Рапп в интервью WordsSideKick.com.

Ученые начали с частиц из кремнезема, того же материала, который использовался для изготовления стекла. Эти частицы имели ширину всего 40 нанометров, или миллиардных долей метра, что примерно в 2500 раз тоньше, чем средняя прядь человеческих волос.

Эти наночастицы кремнезема были диспергированы в акриловом растворе. Затем исследователи могут использовать стандартный 3D-принтер для изготовления сложных изделий с использованием этого «жидкого стекла», говорится в исследовании. Ультрафиолетовый свет может превратить эти объекты в пластик, похожий на акриловое стекло.

Как показали исследования, когда эти кусочки пластика подвергались воздействию температуры около 2370 градусов по Фаренгейту (1300 градусов по Цельсию), пластмасса сгорала, а наночастицы кремнезема плавились вместе в гладкие прозрачные стеклянные структуры. По словам исследователей, с помощью добавок этот метод может печатать цветные очки, например, зеленого, синего или красного цвета.

«Стекло - это один из старейших материалов, использованных человечеством, и он по-прежнему является высокоэффективным материалом, и для многих применений - единственным выбором материала», - сказал Рапп. «То, что делает наше исследование, - это устранение необходимого разрыва между технологиями производства 21-го века и материалом, которому уже столетия».

Коммерческий 3D-принтер, который исследователи использовали, мог печатать объекты размером в несколько десятков микрон. Для сравнения, средний человеческий волос имеет ширину 100 микрон.

По словам исследователей, этот новый метод не требует агрессивных химикатов, и он позволяет получать стеклянные компоненты, достаточно гладкие и прозрачные для использования в качестве линз и других применений.

«Можно подумать о создании крошечных объективов для камер смартфонов», - сказал Рапп. «Вы можете подумать о создании химически и термостойких микрореакторов из стекла, в которых могут происходить химические реакции».

Этот новый метод также может помочь в создании оптических и фотонных компонентов для высокоскоростной передачи данных, сказал Рапп. (Фотонные устройства управляют светом точно так же, как электронные схемы управляют электричеством.) «Вы также можете мыслить намного больше, используя 3D изогнутые кусочки стекла для архитектуры», - сказал Рапп.

«Сейчас мы выделяем компанию для коммерциализации этой технологии», - сказал Рапп. «Мы надеемся, что через несколько лет стекло станет столь же удобным для 3D-печати, как и пластик сегодня».

Ученые подробно изложили свои выводы онлайн 19 апреля в журнале Nature.

Оригинальная статья о WordsSideKick.com.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com