Šveices zinātnieku izstrādātā jaunā tehnoloģija var uzlabot stikla 3D drukāšanas procesu

Starp visiem materiāliem, ar kuriem var drukāt 3D, stikls joprojām ir viens no sarežģītākajiem materiāliem. Tomēr Šveices Federālā Tehnoloģiju institūta Cīrihes (ETH Zurich) Pētniecības centra zinātnieki strādā, lai šo situāciju mainītu, izmantojot jaunu un labāku stikla drukas tehnoloģiju.

Tagad ir iespējams drukāt stikla priekšmetus, un visbiežāk izmantotās metodes ietver vai nu izkausēta stikla ekstrudēšanu, vai selektīvu keramikas pulvera saķepināšanu (lāzera karsēšanu), lai to pārvērstu stiklā. Pirmajam ir nepieciešamas augstas temperatūras un līdz ar to arī karstumizturīgas iekārtas, savukārt ar otro nevar ražot īpaši sarežģītus objektus. ETH jaunās tehnoloģijas mērķis ir uzlabot šos divus trūkumus.

Tas satur gaismjutīgus sveķus, kas sastāv no šķidras plastmasas un organiskām molekulām, kas saistītas ar silīciju saturošām molekulām, citiem vārdiem sakot, tās ir keramikas molekulas. Izmantojot esošo procesu, ko sauc par digitālo gaismas apstrādi, sveķi tiek pakļauti ultravioletās gaismas modelim. Neatkarīgi no tā, kur gaisma skars sveķus, plastmasas monomērs sasaistēs, veidojot cietu polimēru. Polimēram ir labirintam līdzīga iekšējā struktūra, un labirinta telpa ir piepildīta ar keramikas molekulām.

Pēc tam iegūtais trīsdimensiju objekts tiek apdedzināts 600°C temperatūrā, lai nodedzinātu polimēru, atstājot tikai keramiku. Otrajā apdedzināšanas reizē apdedzināšanas temperatūra ir aptuveni 1000°C, un keramika tiek sablīvēta caurspīdīgā porainā stiklā. Objekts ievērojami saraujas, kad tas tiek pārveidots par stiklu, kas ir faktors, kas jāņem vērā projektēšanas procesā.

Pētnieki sacīja, ka, lai gan līdz šim izveidotie objekti ir mazi, to formas ir diezgan sarežģītas. Turklāt poru izmēru var regulēt, mainot ultravioleto staru intensitāti, vai arī citas stikla īpašības var mainīt, sajaucot sveķos borātu vai fosfātu.

Liels Šveices stikla trauku izplatītājs jau ir izrādījis interesi par šīs tehnoloģijas izmantošanu, kas ir nedaudz līdzīga tehnoloģijai, kas tiek izstrādāta Karlsrūes Tehnoloģiju institūtā Vācijā.