A Hamburg új koncertterme tavaly év végén nyílt meg az építészkritikusok elismeréseként szerte a világon. A szárnyaló szerkezetnek körülbelül 2000 sík és ívelt üveglap homlokzata van, így egy hullám benyomását kelti. A projekt azonban hat évvel késett, és több millió millió euró költségvetéssel meghaladta a költségeket, mivel az üveglapok görbítéséhez használt ősi, időigényes fröccsöntési technika miatt a túlzott mértékű részlegesen túlzott mértékű volt az átfedés.
kapcsolodo tartalom
- Eszközök adása a tengerészgyalogosoknak a drónok felépítéséhez a csatatéren
De mi van, ha az üveglapokat egyszerűen 3D nyomtatóval lehetett volna kinyomtatni?
Eddig ez egyáltalán nem lett volna lehetséges. A leggyakrabban használt 3D nyomtatási anyagok a polimerek, és léteznek technikák fémek, kerámia, beton, gyógyszerek, akár ételek nyomtatásához. De az üveg szinte hiányzik az egyenletből.
„Az üveg az egyik legrégebbi anyag, amelyet az emberiség használt, és meglepő, hogy a 21. század 3D nyomtatási forradalma eddig figyelmen kívül hagyta az üveget” - mondta Bastian Rapp, a német Karlsruhe Technológiai Intézet kutatója.
A Rapp csapata új technikát dolgozott ki a 3D nyomtatáshoz üveggel, amely olyan erős üvegtárgyakat képes előállítani, amelyek egyszerre erős és átlátszóak. A technika a 3D nyomtatás hagyományos módszerét, az úgynevezett sztereolitográfiát használja. A sztereolitográfia során a nyomtató rétegekenként felépíti az objektumréteget folyadékkal - hagyományosan polimerrel -, amely megkeményedik, amikor egy lézerfény érint meg. A Rapp csapata kitalálta, hogyan lehet ezt megtenni egy poros üveg felhasználásával, amelyet folyékony polimerben szuszpendálnak. A tárgy kinyomtatása után magas hőmérsékletű sütőbe helyezik, amely elégette a polimert és megolvasztja az üvegrészecskéket, miközben csak edzett üveg marad.
A nyomtatott üveg magas hőállósággal rendelkezik, amint azt itt bemutatjuk, amikor az olvasztott szilícium-dioxid-üveget 800 Celsius fokos lángnak teszik ki. (NeptunLab / KIT) Noha a Rapp technikája nem az első példa a 3D nyomtatott üvegre - az MIT kutatói két évvel ezelőtt kidolgozták az olvadt üveg extrudálásának módszerét, míg más csoportok alacsonyabb hőmérsékleten olyan technikákat alkalmaztak, amelyek gyenge, zavaros terméket eredményeznek - ez az első tiszta üveg alacsony hőmérsékleten. Ez is az első, aki kihasználja a szokásos, elkészített 3D sztereolitográfiai nyomtatók előnyeit, ami azt jelenti, hogy sok speciális berendezés nélkül használható.
Az üvegnek számos egyedi tulajdonsága van, amelyek 3D nyomtatott anyagként kívánatosak - mondja Rapp.
"Szinte nincs olyan anyag, amely ki lehetne téve olyan magas hőmérsékletnek, mint az üveg." - mondja. "És szinte nincs olyan vegyület, amely támadhatja meg az üveget, míg a polimereket UV-fény és szerves oldószerek lebonthatják."
A csapat kinyomtatta ezt a háromdimenziós üveg perecet. (NeptunLab / KIT) Az üveg átlátszósága is összehasonlíthatatlan más anyagokkal. A fény még a legtisztább műanyagokon sem közelít át, ezért a házak törésük ellenére üvegablakokkal rendelkeznek. A jó minőségű kameralencsék ezért mindig üvegből készülnek, mondja Rapp, míg az okostelefonok lencséi általában műanyagak.
"Ez az oka annak, hogy a legkorszerűbb okostelefonnal készített fénykép minősége egy fényképezőgéphez képest mindig gyengébb" - mondja Rapp.
Az új technika szinte bármi nyomtatásához felhasználható - mondja Rapp. Használható apró, bonyolult tárgyakhoz, például ékszerekhez, lencsékhez vagy számítógépes alkatrészekhez, vagy nagy tárgyakhoz, például ablakokhoz. Az egyetlen változó maga a nyomtató.
Itt található a kastélykapu háromdimenziós szerkezete olvasztott szilika üveggel nyomtatva. (NeptunLab / KIT) A 3D nyomtatás technikájának előnyei vannak a nyomtatáshoz nem használt módszerekkel szemben a kis üvegmodellek készítésében, mivel nem igényel kémiai maratást, amely veszélyes hidrogén-fluoridsavat használ, és zárt üregekkel és csatornákkal rendelkezik, ami a hagyományos üvegben nem lehetséges. -fúj. És valószínűleg gyors előnye van az üveggyártás nem nyomtatási módszereivel szemben is.
Kutatásukhoz a Rapp csapata olcsó, módosítatlan nyomtatót használt, amelyet bármely otthoni rajongó megvásárolhat.
"Ez egy jól megalapozott technológiai platform a gépek szempontjából, egy jól elismert és jól ismert anyag" - mondja Rapp. "Az egyetlen dolog, amit tettünk, a híd volt a közöttük."
A csoport kutatását ebben a hónapban a Nature folyóiratban tették közzé.
A Rapp társaságot hozott létre a technika kereskedelmére. Reméli, hogy az év végéig lesz első termék a piacon.
