融窯室在大約1900°F溫度下工作,可容納足夠材料制作一個(gè)玻璃結(jié)構(gòu)器件。熔融材料通過由氧化鋁—鋯石—硅制成的噴嘴流下來。
最近,美國麻省理工學(xué)院科學(xué)家在研究一種加法制造精細(xì)玻璃的新工藝:通過3D打印技術(shù)造出精美絕倫而且可能用途更廣的玻璃。
麻省理工學(xué)院介導(dǎo)物質(zhì)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合該校機(jī)械工程系、懷斯研究所和玻璃實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出的這種3D打印玻璃工藝稱為“G3DP”,制作出的產(chǎn)品被稱為加法制造光學(xué)透明玻璃。據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報(bào)道,介導(dǎo)物質(zhì)團(tuán)隊(duì)的主要研究領(lǐng)域是仿生設(shè)計(jì)制造工具和技術(shù),旨在把計(jì)算機(jī)科學(xué)、材料工程學(xué)與設(shè)計(jì)學(xué)結(jié)合在一起,探索新型設(shè)計(jì)的工藝創(chuàng)新。
傳統(tǒng)的玻璃制造工藝包括塑模、成型、吹制、電鍍或燒結(jié)等工序,最后的產(chǎn)品質(zhì)量與制造技術(shù)水平密切相關(guān)。從古埃及發(fā)現(xiàn)制造玻璃珠的核成型工藝,經(jīng)過羅馬時(shí)代發(fā)明的金屬管吹制工藝,到現(xiàn)代能造出大尺寸平板玻璃的皮爾金頓浮法工藝,玻璃制造技術(shù)上的每一次新突破都是長期實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新的結(jié)果。此次研究團(tuán)隊(duì)的“G3DP”工藝同樣如此。他們利用加法制造平臺(tái),通過3D打印工藝來制造光學(xué)透明玻璃。
“G3DP”的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)是一種雙層加熱室,上層作融窯室,下層用于退火。3D打印網(wǎng)站(3D Print.com)的布萊恩·克拉森特恩說:“這種機(jī)器的工作原理非常簡單。打印機(jī)的頂部主要是一個(gè)小融窯,用戶可以把玻璃放進(jìn)去。在融窯達(dá)到一定溫度,大約1900華氏度(約為1038攝氏度),很容易將其中的玻璃融化。下面的打印部分是一個(gè)由氧化鋁—鋯石—硅制成的噴嘴,功能和常見的桌面熔融沉積成型3D打印機(jī)的熱端類似。熔融玻璃從融窯中流下來,通過噴嘴擠在一個(gè)制作臺(tái)上,慢慢冷卻變硬。如果想停止打印,只需用壓縮空氣降低噴嘴溫度?!?/p>
研究人員說,他們將選出部分玻璃產(chǎn)品,明年拿到史密森尼設(shè)計(jì)博物館——庫伯·休伊特博物館去展出。