2019年12月4日，南極熊從外媒獲悉，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學院的研究人員在3D打印玻璃方面取得了新的進展，他們使用3D打印工藝生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)復雜且多孔的玻璃物體。
蘇黎世聯(lián)邦理工學院3D打印的各種玻璃
據(jù)南極熊了解，3D打印玻璃并不容易，世界各地只有少數(shù)研究人員嘗試過用3D打印來生產(chǎn)玻璃。有的是采用熔融堆積工藝，其缺點是需要極高的溫度和耐熱設備；另外一些人使用激光燒結(jié)工藝，將粉末陶瓷顆粒打印成玻璃物體。
而蘇黎世聯(lián)邦理工學院的研究人員使用的是DLP光固化工藝，配合特殊的光敏樹脂材料。
由蘇黎世聯(lián)邦理工學院AndréStudart領(lǐng)導的復雜材料小組成員David Moore，Lorenzo Barbera和Kunal Masania開發(fā)了一種特殊的樹脂，該樹脂包含塑料和與玻璃前驅(qū)體結(jié)合的有機分子。研究人員在最新一期的《自然材料》雜志上發(fā)表了他們的研究結(jié)果。
當紫外光照射到這種特殊樹脂材料上時，樹脂發(fā)生聚合反應，形成固態(tài)聚合物。其實這種工藝與當前商業(yè)化的光固化陶瓷3D打印機非常相似。
左一：剛打印出的毛坯件；左二：毛坯以600℃燒制后；左三：再以1000℃燒制后變成玻璃。來源：復雜材料小組/蘇黎世聯(lián)邦理工學院
研究人員還能夠通過將二氧化硅與硼酸鹽或磷酸鹽混合并將其添加到樹脂中來逐層修改微觀結(jié)構(gòu)。復雜的對象可以由不同類型的玻璃制成，甚至可以使用該技術(shù)組合到同一對象中。
然后研究人員在兩種不同的溫度下燒制坯料：在600°C下燒掉聚合物骨架，然后在1000°C左右將陶瓷結(jié)構(gòu)致密化為玻璃。在燒制過程中，物體明顯收縮，但變得像窗戶玻璃一樣透明和堅硬。
Masania表示：“目前，還不能以這種方式生產(chǎn)大玻璃物體，例如瓶子，水杯或窗玻璃，這實際上并不是該項目的目標。”
這項研究的目的是證明使用3D打印工藝生產(chǎn)復雜幾何形狀玻璃物體的可行性。同時，研究人員也申請了專利，目前正在與一家瑞士玻璃器皿經(jīng)銷商進行談判，該經(jīng)銷商希望在其公司中使用該技術(shù)。
