Используя технологию 3D печати, инженерам впервые удалось применить в качестве печатного сырья халькогенидное стекло.

Этот уникальный материал демонстрирует успешное применение под изготовление компонентов оптики. Разработанная методика 3D-печати халькогенидным стеклом обещает производство сложных стеклянных компонентов, в том числе оптические волокна, пригодные для сооружения недорогих датчиков. Также допустимо изготовление широкого ассортимента компонентов телекоммуникаций и биомедицинских приборов.

Как учились печатать стеклом?
Специалистами канадского университета Лаваля в научной прессе подробно описана модификация коммерчески доступного 3D-принтера под экструзию стекла. Инновационный метод базируется на технологии моделирования наплавки, когда расплавленная пластиковая нить экструдируется послойно, создавая, таким образом, детализированные трёхмерные объекты.

Подобного типа 3D-печать оптической арматуры – это новый путь в области проектирования и композиции материалов, используемых в сфере будущего производства фотонного оборудования и оптических волокон. Инновационная методика потенциально прогнозирует прорыв в области изготовления инфракрасных оптических систем эффективного действия. При этом гарантируются низкие затраты на производство.

Халькогенидное стекло обладает характерным свойством размягчения в условиях относительно низких температур, если сопоставлять с другими видами стекла. Учитывая этот момент, группа инженеров исследователей довела максимальную границу температуры экструзии 3D-принтера от значения 260°С до значения 330°С. Это оптимальная граница экструзии халькогенидного стекла.

Далее были изготовлены нити халькогенидного стекла, соответствующие по размерным характеристикам аналогичному материалу – пластиковым нитям промышленного производства, что уже давно рассматриваются традиционным сырьём 3D-принтеров. Наконец, печатное оборудование оснастили программным обеспечением, предусматривающим создание пары образцов сложной формы.

Что показали экспериментальные пробы печати?
Эксперименты показали удачный подход для работы с мягким халькогенидным стеклом. Однако исследовательская группа не остановила работу, продолжив изучать альтернативные подходы под печать другим видом стекла. Возможное применение других видов стекла позволит изготавливать компоненты гибридной структуры.

Теоретически стекло не исключает комбинирования с полимерами, наделёнными специализированными электропроводящими или оптическими свойствами. Таким способом 3D печати допустимо освоить производство многофункциональных устройств.

На текущий момент исследовательская инженерная группа пытается совершенствовать конструкцию принтера. Конечной целью является повышение производительности аппарата, а также совершенство технического обеспечения под аддитивное производство деталей сложной конфигурации на основе халькогенидного стекла.

Планируется также добавление в конструкцию новых экструдеров под совместную печать с полимерами, чтобы получить возможности разработки многокомпонентных объектов.

Источник: Zetsila

• Разработан метод печати 3D объектов из стекла.
• 3D-принтер печатает раскалённым стеклом