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玻璃3D打印工艺获“解禁”, 麻省理工学院表现惊人

www.cechina.cn2019.01.09阅读 10150

  有些东西,
  它明明就在你眼前一直晃,
  但你就是注意不到它的存在!
  不信?仔细看下图,
  千万别眨眼!!!

  上图中,除了优雅的女士、精致的耳机、机舱壁以及蔚蓝的天空,还有什么?
  哈哈,没错,当然还有透明度、密封性和硬度极高的玻璃呀!
  我们都知道,玻璃是“历史最悠久”的建筑材料之一,它在我们现代生活中的应用非常广泛,小到智能手机屏幕,大到摩天大楼上的落地窗,到处都展示着玻璃的“神一般的伟大存在”。
  “站在摩天大楼的顶上,隔着静静玻璃窗……”不知不觉,小编耳边又回荡起了“月亮公主”孟庭苇这首曾循环播放无数次的唯美歌曲。
  “岁月无情催人老,芳华刹那褪春晖”,我们怀念曾经逝去的青葱岁月,但我们更感叹现代科技带来的社会进步!
  随着3D打印技术和材料技术的不断发展进步,3D打印材料阵营如今已经囊括了ABS塑料、聚酰胺或尼龙、PLA、蜡、聚碳酸酯及光敏树脂等各种材料,然而,玻璃很快也会被“纳入麾下”,成为常见的3D打印材料。
  近日,麻省理工学院(MIT)的科学家推出了G3DP2系统,进一步完善了其熔融玻璃3D打印工艺。该系统是其首个透明玻璃增材制造工艺平台G3DP的升级版,能够对热材料进行完全控制,利用3D打印技术制做出稳定的最终产品。



  G3DP2与G3DP关键参数对比

  该研究成果被发表在同行评审期刊《3D打印与增材制造》(3DPrinting and Additive Manufacturing)的研究论文《透明玻璃结构增材制造》(Additive Manufacturing of Transparent Glass Structures)中。



  论文称,该系统是“一个将数字化集成的三区热控制系统与四轴运动控制系统相结合的新型熔融玻璃增材制造平台,能够在确保产品精度及可重复性的同时使生产率与可靠性大幅提升,具备工业级生产能力,对于玻璃材料而言,这些在以前都是无法实现的。”
  该系统由一个封闭的加热箱和一个热控制的二次箱组成。前者的任务是容纳熔融玻璃,后者是玻璃转化为三维物体的地方。

  上部热模块及下部运动控制模块分解视图(左);整个系统横截面,显示内部细节(右)

  玻璃挤出系统可进行严格控制,以确保杂质及结构问题不会对结晶过程造成破坏。据美国科技类博客Tech Crunch推文称,由此产生的透明玻璃结构可用于建筑或装饰用途。
  曾于2017年米兰设计周期间展出的一套3米高的玻璃柱,就是G3DP2生产的杰作之一。该装置突出了3D打印玻璃的几何复杂度、强度、精度与透明度,展示了该发明在建筑设计中的巨大应用潜力。

  2017年米兰设计周期间展出的3D打印玻璃柱

  参与该系统研究工作的MIT研究人员希望其发明能够为更多的玻璃3D打印应用打开大门,因为这种材料在各个行业都有许多用途。
  他们在研究论文中写道:“通过结合增材制造技术的巨大优势和玻璃的诸多材料特性(如透明度、强度和化学稳定性),将来我们可能会制作出多功能建筑材料的新原型。”
  写在最后
  玻璃是一种化学性质极其复杂的材料,对温度变化等环境因素非常敏感。尽管将玻璃材料用于3D打印工艺经历了这么久的时间,但它顺利加盟3D打印材料阵营,也着实是一项重大突破。
  建筑、汽车、航空航天和医疗等诸多领域都对玻璃的特性有着巨大的刚性需求。我们也期待着,玻璃这枚3D打印材料界的“小鲜肉”快快成熟,让人们的生活更加明亮通透。