3D печатът разкрива нови перспективи за различни индустрии
(снимка: CC0 Public Domain)
Учени експериментират успешно с отпечатване на сложни 3D стъклени структури. Новата разработка може да намери приложение във важни сфери като биотехнологиите, оптиката и др.
Химически и термично устойчивото стъкло е предпочитано в индустрията, медицината и научните изследвания вместо пластмасата. И ако пластмасовите 3D модели вече са широко приложими, то стъкленият 3D печат може да помогне за развитието на много обещаващи области.
Ето че тази перспектива е на път да се сбъдне скоро. Американски и немски учени са са усвоили метод за бързо отпечатване на 3D стъклени модели в микронен мащаб. Новата технология се основава на материала Glassomer, изобретен от учени от университета във Фрайбург, и метод за 3D печат, създаде в Калифорнийския университет в Бъркли и наречен „Компютърна аксиална литография” (CAL).
Методът CAL беше въведен преди около четири години. Това е фотополимерен печат, при който 2D модел се проектира в дебелината на течна полимерна смола под различни ъгли. Когато интензитетът на светлината достигне прагова стойност, смолата бързо се втвърдява. След това е достатъчно моделът да се измие в разтворител, за да се отстрани течният състав и крайният продукт е готов, което отнема няколко минути.
Вече е възможно бързо отпечатване на 3D стъклени модели в микронен мащаб
(изображение: Adam Lau/Berkeley Engineering)
Материалът Glassomer, предложен от германците, е смес от прозрачен полимер с прах от кварцово стъкло. В тази прозрачна смес също може да се проектира модел и да се втвърди. След това моделът се поставя в пещ, където пластмасата изгаря, а кварцовият прах се спича в стъклен продукт.
Резултатите от изследването са публикувани в ScienceDaily. Учените твърдят, че за първи път са успели да отпечатат стъкло със структура от порядъка на 50 микрометра само за няколко минути, която е приблизително с дебелината на човешки косъм. Освен това повърхностите на компонентите са по-гладки, отколкото при конвенционалните процеси на 3D печат.
Възможните приложения на иновативния процес са в създаването на микрооптични сензорни компоненти, в производството на слушалки за виртуална реалност и съвременни микроскопи.
„Способността да произвеждаме такива компоненти с висока скорост и с голяма геометрична свобода ще ни позволи да създаваме нови функции и по-рентабилни продукти в бъдеще”, казват авторите на разработката.
Особено обещаващо е приложението на технологията в производството на структури под формата на микроканали за медицински диагностични устройства, изпълнени като системи на чип, което ще отвори пътя към нова медицина и по-добър контрол на болестите.