Фрагмент напечатанной вазы с изменением цвета стекла во время печати
В лаборатории стекла Массачусетского технологического института (MIT Glass Lab) впервые в мире разработали машину, которая печатает объекты произвольной формы из оптически прозрачного стекла. Техпроцесс под названием G3DP позволяет регулировать прозрачность и цвет стекла, коэффициенты отражения и преломления. Всё это открывает возможности по изготовлению совершенно невероятных предметов, которые нельзя изготовить традиционными методами.
Если обратиться к истории, то первые образцы прозрачного стекла получили в Месопотамии и Древнем Египте примерно 4500 лет назад. Рецепты изготовления и обработки этого уникального материала держались в строгом секрете. Сейчас стеклянным изделиям можно придавать форму через выдувание, формовку, спекание из отдельных частей и т. д. Физические свойства во многом зависят от способа изготовления.
С развитием человеческой цивилизации изобретали новые способы изготовления стеклянных изделий. В Римской империи изобрели металлические трубки для выдувания стекла, а в индустриальную эпоху — флоат-процесс для массового производства плоского термополированного стекла в промышленных масштабах. Каждый раз такие открытия приводили к появлению мириада новых вариантов применения материала.
Возможно, новый техпроцесс, изобретённый в Массачусетском технологическом институте, тоже приведёт к появлению новых способов применения стекла.
Платформа G3DP основана на концепции двойной нагревательной камеры. Верхняя камера (“Kiln Cartridge” на схеме) работает как печь с температурой около 1040°C и вмещает достаточно материала для печати даже архитектурных компонентов. Расплавленный материал направляется в термоустойчивое сопло, изготовленное из сплава оксида алюминия, циркона и диоксида кремния. Нижняя камера предназначена для обжига.
Научная работа (pdf) с полным описанием технического процесса будет опубликована в сентябрьском выпуске журнала 3D Printing and Additive Manufacturing</> (Vol. 2, Issue 3), а образцы напечатанных изделий покажут на выставке в Смитсоновском музее дизайна в 2016 году.
Процесс печати и готовое изделие
Образцы напечатанных изделий
Комментарии (14)
rPman
21.08.2015 23:41+2Я один с радостью и надеждой сюда заглянул, чтобы увидеть печать стеклом с нано- или хотя бы микро- точностью?
Это было бы отличным шагом в развитии оптики, линзы Френеля (с нерегулярными поверхностями или точнее не с поверхностями вращения) к примеру решили бы кучу проблем очков виртуальной реальности, проекторов на стекле и многое многое другое.DrPass
21.08.2015 23:52+2Наверное, один. Во-первых, на фотографии в аннотации был вполне наглядный образец печати, во-вторых, нельзя от первого «стекольного» 3D-принтера ожидать микронного уровня точности, а в-третьих, технология 3D-печати по своей сути несовместима с созданием линз и прочих штук для оптических преобразований. Хотя бы в силу того, что 3D-печать всегда дискретна, а оптические устройства требуют материалов с целостной, непрерывной структурой.
isden
21.08.2015 23:56> Хотя бы в силу того, что 3D-печать всегда дискретна, а оптические устройства требуют идеальной непрерывной структуры материала.
Для линзы Френеля, например, микронной точности вполне хватит. Они в особо точных приборах не используются.
Sergiv
23.08.2015 13:21+1А я печатал как-то линзу.
rPman
23.08.2015 15:38Читал эту статью, очень сильно восхитился.
Это конечно не FDM печать, а у вас стереолитография.
Меня интересует как вы шлифовали и обрабатывали заготовку? Потому что именно шлифовка позволит к примеру изготовить на каком-либо принтере форму, и залить ее прозрачным пластиком/полимером.Sergiv
23.08.2015 18:34После печати пошкурил 1500 шкуркой с водой и полирнул пастой полировочной.
rPman
23.08.2015 20:12просто руками с тряпочкой? или как то на глаз форму старался выдержать?
Sergiv
23.08.2015 20:16Да, тряпочкой. На глаз пытался шкурить равномерно. Полимер сам по себе твердый и не очень то легко шкурится.
Хочу попробовать большую линзу сделать таким образом.rPman
23.08.2015 20:58Я после вашей статьи подумал сделать пару линз асферических, в 3-5см не больше, рассчитать, распечатать форму на принтере, затем залить чем-нибудь прозрачным и твердеющим (тот еще вопрос), а затем после отвердевания, ошкурить.
PerlPower
22.08.2015 04:35+3А ведь был принтер который печатал стеклом прямо из песка, где песок плавился при помощи большой линзы френеля. Жаль что уже 4 года про проект ничего не слышно.
www.youtube.com/watch?v=Tsk-24UYFs0
link0ln
Так, ну оптическое волокно купить можно, значит чем печатать уже есть. Сопла малого диаметра тоже не проблема. Осталось придумать как разогреть хотенд до 800 градусов и можно печатать.
PS: просьба не воспринимать всерез (:
IRainman
Да даже если не всерьёз :) Индукционный нагрев головки, через которую протаскиваем нить и всё будет прекрасно, а индукционный потому что головку можно сделать очень компактной.