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3D打印从鞋子到飞机组件,无所不能

日期: 2019-10-26
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3D打印从鞋子到飞机组件,无所不能

德国科学家已经利用3D打印技术用玻璃打印出一些非常精细复杂的物品,其中包括一个椒盐脆饼。这项技术未来有可能被用于3D打印更有用的东西,比如复合镜头、滤镜甚至通常需要高度熟练的工匠才能制作出来的装饰物。

据《自然》杂志今日发表的一份研究报告称,研究员们使用了一种“液体玻璃”来制造光滑、透明和具有极高分辨率的复杂外形。更重要地是,这些玻璃物品是用标准的、普通的3D打印机制造出来的。但是这项技术还需要使用高温炉,而你在家里烤饼时可能不需要用到这种高温炉。无论如何,这项研究开启了利用我们如今这个时代最具革命性的一项技术来制造非常重要的材料的可能性。

现在,3D打印机可以被用来制造从鞋子到飞机组件的各种物品,当然使用的材料是不同的,通常是塑料,但是有时也会用到金属和陶瓷。玻璃有一些相当独特的性质,硬度高、耐用、隔热、绝缘,它是制造眼镜、相机所用的优质镜头的关键材料。但是这种材料很难被用于3D打印,因为它在极高的温度下会熔化。

卡尔斯鲁厄理工学院的研究员巴斯蒂安-莱普(Bastian Rapp)表示:“玻璃是人类已知的最古老的材料之一,它一直被二十一世纪的3D打印革命所忽略。”

科学家们以前也3D打印过玻璃材质的物品。麻省理工学院的科学家用一种能将温度提高到1900华氏度(约合1038摄氏度)的特殊3D打印机制造过透明玻璃物品。其他一些地方的科学家也做过这方面的尝试,结果制造出来的玻璃物品强度不高,透明度也比较差。但是莱普称,今日《自然》杂志发表的研究报告提到的技术却有些不同,因为它使用的3D打印技术是已经非常普及的技术。

秘诀是莱普和他的团队所用的材料。他们所用的“液体玻璃”是玻璃粉末和液态聚合物混合而成。具体是这样的:标准3D打印机利用液体玻璃打印出物品。然后把物品放入高温炉中处理,玻璃粒子就会熔合在一起,变得透明。研究员们已经用这种技术制造出不少物品,比如城堡大门、椒盐脆饼、以及毫米级数的蜂窝结构。如果使用更高分辨率的3D打印机,利用这种技术制作出来的物品的分辨率也会更高。这些物品也可以承受1472华氏度(约合800摄氏度)的高温。

莱普说:“这让我们能够用具有最令人惊叹的光学、机械和物理特性的一种最古老的材料在现代3D打印设备的处理下具有艺术的外形。我们的目标是填补材料上的差距。”

莱普说,这项技术未来有可能被用来3D打印智能手机摄像头中的复合镜头、下一代微处理器的组件。但是它的应用潜力真是无限的,从玻璃装饰品到建筑物上使用的各种复杂外形的玻璃板都能制造。

3D打印从鞋子到飞机组件,无所不能

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