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使用新方法替代旧方法3D打印的复杂玻璃物体

时间:2021-07-09 来源网站:廊坊化工机械网

使用新方法替代旧方法3D打印的复杂玻璃物体

苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了第一种3D打印方法,该方法可以生产高度复杂的多孔玻璃物体。该方法依赖于可以使用紫外线(UV)固化的特殊树脂。

长期以来,Glass一直是3D打印爱好者的长期目标涂料在线coatingol.com。它也被证明是最难以捉摸的。关于可印刷玻璃的固有问题是该材料需要非常高的温度来进行处理。到目前为止,我们尝试过的两种方法是“印刷”熔融玻璃(这需要昂贵且专门的耐热设备),或者使用陶瓷粉末作为墨水烧结到玻璃中,这种方法会牺牲精度,从而降低玻璃的复杂性。成品。

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为了解决这个问题,苏黎世联邦理工学院的团队回到了原来,并从立体光刻技术开始工作,立体光刻技术是1980年代开发的首批3D打印技术之一。他们开发了一种树脂,该树脂包含一种塑料材料和与玻璃前驱体相连的有机分子,可以通过暴露于紫外线来硬化。

研究小组说,当用紫外线照射时-商业上可用的数字光处理技术可以很好地工作-树脂中的光敏成分会粘结在一起。墨水中的塑料形成迷宫状的聚合物,提供了结构框架。含陶瓷分子在框架产生的空区域内链接在一起。

这允许逐层构建对象,并且通过修改UV光的强度,团队可以更改每一层中的各种参数。例如,弱光强度会导致毛孔粗大,而强光照射则会产生小毛孔。

该研究的合著者库纳尔·马萨尼亚(Kunal Masania)表示:“我们是偶然发现的,但我们可以用它直接影响打印物体的孔径。”

那么玻璃在哪里适合呢?该团队解释说,他们可以通过将二氧化硅与硼酸盐或磷酸盐混合并将其添加到树脂中来改变其(硬化)油墨的微观结构。二氧化硅是玻璃的主要成分,而硼酸盐和磷酸盐分别添加到了特种玻璃,耐热玻璃和光学玻璃中。该团队解释说,他们的方法允许将一种或多种类型的油墨混合到一个物体中,最终可以生产出几种玻璃。

最后一步涉及利用热量将硬化的墨水变成玻璃。印刷的“坯料”在600°C的温度下烧制,烧掉聚合物骨架,然后在1000°C的温度下将陶瓷结构转变为玻璃。作者报告说,在热处理过程中,毛坯会明显收缩,同时变得像窗户玻璃一样透明和坚硬。

到目前为止,该方法只能用于较小的物体-大约模具的大小。Masania解释说,无法通过这种方式生产较大的物体,例如瓶子,水杯或窗玻璃,但这并不是这里的目标。他解释说,该团队希望证明玻璃是3D打印的可行材料。

该团队已为其技术申请了专利,并且正在与行业代表进行谈判,以将其工艺推向市场。

论文“使用相分离树脂对多组分玻璃进行三维印刷”已发表在《自然材料》杂志上。