研究人员获得具有复杂几何形状的3D打印玻璃

苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了一种通过3D打印生产复杂玻璃物体的技术。 该方法基于立体光刻技术，这是1980年代开发的首批3D打印技术之一。研究人员开发了一种特殊的树脂，其中包含与玻璃前体结合的塑料和有机分子。 可以使用可商购的数字光处理技术对树脂进行处理，该技术用紫外线图案照射树脂。无论光线照射到树脂的何处，它都会变硬，因为聚合物树脂的感光组分在暴露点发生交联。 塑料单体结合形成迷宫般的结构，从而形成聚合物，含陶瓷分子填充了这个迷宫的空隙。

使用3D打印机创建的各种玻璃对象。

该过程允许使用可以逐层更改的参数（包括孔径）逐层构建对象：弱光强度导致较大的孔，强烈的照明会产生较小的孔。“我们偶然发现了这一点，但是我们可以用它直接影响打印物体的孔径，”苏黎世联邦理工学院复杂材料小组的Kunal Masania说。研究人员还能够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逐层修改微观结构。复杂的物体可以由不同类型的玻璃制成，甚至可以使用该技术组合在同一物体中。然后，研究人员在两种不同的温度下烧制以这种方式生产的坯料：在600°C下烧掉聚合物骨架，然后在约1000°C下将陶瓷结构致密化为玻璃。在烧制过程中，物体明显收缩，但变得像窗户玻璃一样透明和坚硬。 Masania说，用3D打印的玻璃物体仍然不超过模具，并且不能以这种方式生产大玻璃物体，例如瓶子、水杯或窗玻璃-这实际上不是该项目的目标。相反，其目的是证明使用3D打印工艺生产复杂几何形状的玻璃物体的可行性。研究人员已经申请了专利，据报道正在与希望使用该技术的瑞士玻璃经销商进行谈判。