Нова концертна дворана Хамбурга отворена је крајем прошле године како би добила признање архитектонских критичара широм света. Лебдећа конструкција има фасаду од око 2.000 равних и закривљених стаклених плоча, што даје утисак таласа који ће се пробити. Али пројекат је закаснио шест година и стотине милиона евра према буџету, са неким од прекомерне штедње због древне, дуготрајне технике лијевања која се користи за кривљење стаклених плоча.
Сличан садржај
- Давање маринцима оруђе за изградњу беспилотних летелица на бојном пољу
Али шта ако су стаклене плоче једноставно могле да се штампају помоћу 3Д штампача?
До сада то уопште не би било могуће. Материјали за 3Д штампање који се најчешће користе су полимери, а постоје технике за штампање метала, керамике, бетона, лекова, чак и хране. Али стакло је готово изостало из једнаџбе.
„Стакло је један од најстаријих материјала које је човечанство користило, а чудесно је видети како револуција 3Д штампања 21. века до сада игнорише стакло“, каже Бастиан Рапп, истраживач са немачког Института за технологију Карлсрухе.
Рапп-ов тим је развио нову технику за 3Д штампање стакла, која може да произведе стаклене предмете који су и јаки и прозирни. Ова техника користи традиционалну методу 3Д штампања која се назива стереолитографија. У стереолитографији, штампач гради објектни слој по слој користећи течност - традиционално полимер - која очврсне када се додирне ласерском светлошћу. Раппов тим је смислио како да се то уради помоћу стакла у праху суспендираног у течном полимеру. Једном када је предмет одштампан, он се поставља у пећницу на високој температури, која сагорева полимер и спаја стаклене честице, остављајући за собом само очврсло стакло.
Штампано стакло има високу отпорност на термички удар, као што је овде показано, када је стаљено силиконско стакло изложено пламену од 800 степени Целзијуса. (НептунЛаб / КИТ) Иако Раппова техника није први пример стакла за 3Д штампање - истраживачи МИТ-а су пре две године развили методу за екструдирање растаљеног стакла, док су други тимови користили технике ниже температуре које производе слаб, замућен производ - он је први који штампа чисто стакло на ниским температурама. Такође је први који је искористио обичне, непуне 3Д стереолитографске штампаче, што значи да се могу користити без много посебне опреме.
Стакло има низ јединствених својстава која га чине пожељним као 3Д штампани материјал, каже Рапп.
„Готово да нема материјала који може бити изложен тако високим температурама којима је стакло изложено“, каже он. "И скоро да нема хемикалије која може напасти стакло, док полимери могу да се разграде УВ светлом и органским растварачима."
Тим је исписао ову тродимензионалну стаклену перецу. (НептунЛаб / КИТ) Стакло такође има провидност која не може да се разликује од осталих материјала. Светлост не пролази готово ни кроз најјаснију пластику, због чега куће имају стаклене прозоре и поред ломљивости. Због тога су објектив висококвалитетних фотоапарата увек стаклени, каже Рапп, док су сочива паметних телефона обично пластична.
„Због тога је квалитета фотографије коју снимите уз врхунски паметни телефон у поређењу са камером увек лошија“, каже Рапп.
Нова техника би се могла користити за штампање готово свега, каже Рапп. Може се користити за ситне замршене предмете попут накита, сочива или рачунарских делова или за велике предмете као што су прозори. Једина променљива је сам штампач.
Овде се налази тродимензионална структура каштела, са штампаним стакленим стаклом. (НептунЛаб / КИТ) Техника 3Д штампања има предности у односу на не-штампање метода прављења малих стаклених модела, јер не захтева хемијско једрење, које користи опасну флуороводоничну киселину, и може имати затворене шупљине и канале, што у традиционалном стаклу није могуће - пухање. А потенцијално има и брзинску предност у односу на методе нештампања производње стакла.
За своје истраживање, Раппов тим користио је јефтин, немодификован штампач типа који може да купи било који кућни ентузијаста.
„То је добро успостављена технолошка платформа у погледу машинерије и то је добро препознат и добро познат материјал, “ каже Рапп. "Једино што смо направили је мост између."
Истраживање тима објављено је овог месеца у часопису Натуре .
Рапп је створио компанију за комерцијализацију технике. Нада се да ће први производ на тржишту имати до краја године.
