Η νέα τεχνολογία που αναπτύχθηκε από Ελβετούς επιστήμονες μπορεί να βελτιώσει τη διαδικασία τρισδιάστατης εκτύπωσης του γυαλιού

Μεταξύ όλων των υλικών που μπορούν να εκτυπωθούν 3D, το γυαλί εξακολουθεί να είναι ένα από τα πιο απαιτητικά υλικά. Ωστόσο, επιστήμονες στο Ερευνητικό Κέντρο του Ελβετικού Ομοσπονδιακού Ινστιτούτου Τεχνολογίας Ζυρίχης (ETH Zurich) εργάζονται για να αλλάξουν αυτή την κατάσταση μέσω μιας νέας και καλύτερης τεχνολογίας εκτύπωσης γυαλιού.

Είναι πλέον δυνατή η εκτύπωση γυάλινων αντικειμένων και οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι περιλαμβάνουν είτε την εξώθηση λιωμένου γυαλιού είτε την επιλεκτική πυροσυσσωμάτωση (θέρμανση με λέιζερ) κεραμικής σκόνης για τη μετατροπή της σε γυαλί. Το πρώτο απαιτεί υψηλές θερμοκρασίες και άρα ανθεκτικό στη θερμότητα εξοπλισμό, ενώ το δεύτερο δεν μπορεί να παράγει ιδιαίτερα πολύπλοκα αντικείμενα. Η νέα τεχνολογία της ETH στοχεύει στη βελτίωση αυτών των δύο ελλείψεων.

Περιέχει μια φωτοευαίσθητη ρητίνη που αποτελείται από υγρό πλαστικό και οργανικά μόρια συνδεδεμένα με μόρια που περιέχουν πυρίτιο, με άλλα λόγια, είναι κεραμικά μόρια. Χρησιμοποιώντας μια υπάρχουσα διαδικασία που ονομάζεται επεξεργασία ψηφιακού φωτός, η ρητίνη εκτίθεται σε ένα μοτίβο υπεριώδους φωτός. Ανεξάρτητα από το πού χτυπά το φως στη ρητίνη, το πλαστικό μονομερές θα διασταυρωθεί για να σχηματίσει ένα στερεό πολυμερές. Το πολυμερές έχει μια εσωτερική δομή που μοιάζει με λαβύρινθο και ο χώρος στον λαβύρινθο είναι γεμάτος με κεραμικά μόρια.

Το προκύπτον τρισδιάστατο αντικείμενο στη συνέχεια ψήνεται σε θερμοκρασία 600°C για να καεί το πολυμερές, αφήνοντας μόνο το κεραμικό. Στο δεύτερο ψήσιμο, η θερμοκρασία ψησίματος είναι περίπου 1000°C και το κεραμικό συμπυκνώνεται σε διαφανές πορώδες γυαλί. Το αντικείμενο συρρικνώνεται σημαντικά όταν μετατρέπεται σε γυαλί, κάτι που είναι ένας παράγοντας που πρέπει να ληφθεί υπόψη στη διαδικασία σχεδιασμού.

Οι ερευνητές είπαν ότι αν και τα αντικείμενα που έχουν δημιουργηθεί μέχρι τώρα είναι μικρά, τα σχήματά τους είναι αρκετά περίπλοκα. Επιπλέον, το μέγεθος των πόρων μπορεί να ρυθμιστεί αλλάζοντας την ένταση των υπεριωδών ακτίνων ή άλλες ιδιότητες του γυαλιού μπορούν να αλλάξουν με ανάμειξη βορικών ή φωσφορικών στη ρητίνη.

Ένας μεγάλος ελβετικός διανομέας γυαλικών έχει ήδη εκφράσει ενδιαφέρον για τη χρήση της τεχνολογίας, η οποία είναι κάπως παρόμοια με την τεχνολογία που αναπτύσσεται στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καρλσρούης στη Γερμανία.