自從其構想以來,3D印刷就成功了。這很容易歸因於其擁有的大量可能性。但是,鑑於如何將這項技術用於廣泛,最好是國內消費者使用方面仍然存在挑戰,因此這些可能性仍然只是可能性。
3D打印機和製造商面孔的主要挑戰之一是當前可以打印的材料的限制。儘管該技術的生長允許將塑料,紙和金屬等各種材料擴展,但臭名昭著的材料很難印刷:玻璃。
這項努力的主要障礙是持續融化玻璃所需的高溫。溫度需要使玻璃材料足夠流動以形成形狀,但粘稠的足夠粘性,以免掉入同質的腫塊中。
一些打印機使用了一種稱為燒結的技術,該技術涉及在較低溫度下融合在一起的小玻璃顆粒。然而,由於材料的兩個主要優勢是結構上的相干性和透明度,因此該過程在結構上較弱和視覺上更雲玻璃,這是適得其反的。
然而,最近,麻省理工學院媒體實驗室的教授和研究人員找到了一種打印玻璃的方法,既有結構上強壯又透明。麻省理工學院開發的高溫系統使用戶幾乎沒有人干預,可以將計算機輔助的玻璃設計打入真實的東西。
在當前版本中,將熔融玻璃加載到設備頂部的料斗上。物體的料斗和噴嘴是主要的成型工具,並保持在華氏1,900度左右的溫度(比3D打印其他材料的溫度大大高)。
發光的熔融流很漂亮,因為它從噴嘴滑出並緩慢凝固 - 麻省理工學院中介物質組的視頻證明了這一點:
奧克斯曼(Oxman)和她的團隊也很難將玻璃的細絲保持熱量和多功能性,以便每層額外的層 - 玻璃加熱和冷卻的不同層為各種結構上的不一致打開了門。
為了解決這個問題,團隊產生了三個不同的組件,將材料獨立加熱到必要的溫度。其中包括熔融玻璃底部的上層儲層,腔室下方的噴嘴,當印刷玻璃成形時甚至更低。
麻省理工學院媒體實驗室的助理教授Neri Oxmen承認,找到該解決方案的過程很耗時,尤其是考慮到材料的性質及其表面表面上內部特徵的任何變化的能力。
為了進一步的研究和改進,MIT Glass Lab的主管Peter Houk引用了增加壓力模製系統的可能性。這可以通過使用機械柱塞或壓縮氣體來產生更一致的流量來實現,從而產生更均勻的寬度以排出玻璃的細絲。關於如何在這種混合物中註入顏色的測試也有限。
這種新的玻璃打印系統的研究和準備工作來自跨學科的方法,涉及來自的團隊成員與媒體實驗室, 這機械工程系和材料科學與工程系。