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研究小组为光学透明玻璃开发3D打印技术

2015-11-13 08:54
路过的码农
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  美国麻省理工学院媒体实验室、机械工程学院、麻省理工学院玻璃实验室和哈福大学的威斯研究所一起合作开发了一款称为G3DP的新系统可以3D打印光学透明玻璃,该研究小组由Neri Oxman教授领导。

  新平台基于双加热舱概念,上层舱室作为一个所谓的窑墨盒,而下层舱室用于退火成熟结构。窑墨盒工作在大约1900°F (1000°C)温度下,装有足够的材料建立一个单一结构玻璃器件。熔融材料经过氧化铝-锆石-二氧化硅漏斗喷嘴。该项目综合了现代技术、古老的制造玻璃工具和技术,但却产生了新的玻璃结构开发了潜在应用。

  《3D打印和添加剂制造》刊登了文章描述打印机挤出材料制成光学透明玻璃:“打印机包括可扩展的模块化元件,可以在加工玻璃从熔融状态到退火器件所需的高温下运作。加工参数如控制玻璃黏度和流速的温度、层高和进料速率,调整剪裁其形状和属性打印出理想器件,如CAD模型。

  “我们探索、定义和应编码几何限制和卷绕图案,以及各种颜色集成到可控过程,有助于一个新的设计和制造空间。打印玻璃部件验证了层与令人满意的光学清晰度之间的强大附着力。”

  光学玻璃3D打印过程

  据悉玻璃部件的生产是可以高度复制的,而玻璃构建体类似于传统已获得的:“因此3D打印玻璃物品可以扩展到实现跨越尺度和功能结构域,包括产品和结构设计。”麻省理工学院和哈佛大学研究小组说他们的研究在于设计、工程、科学和艺术的交叉融合,代表了高度跨学科方式。

  奥克斯曼教授的研究小组总结到:“初步的打印材料特性在形态、力学和光学性能方面显现。结果表明当加热制造舱的材料强度约60%进行的加工,层与层之间可以强有力吸附。从光学角度来看,不同样品的几何形状决定了高透明度和复杂的焦散线图。”

  系统开发商在谈到未来发展机会时说:“我们预期在熔融玻璃的添加剂制造凸现出的价值有两种趋势:首先,加工工艺在玻璃形成的形式方面有很大的自由度,这使得结构的创建是通过复杂几何结构以更高级别结构和环保性能为特征的,目前我们注意到如何根据几何复杂性利用工程增益,特别是在航空航天工业某些情况下改善40%或更多的性能。其次,玻璃物体的定制创作为复杂支架、流体和实验室为单个应用定制的器具提供了机会。展望未来,打印机和打印玻璃物体设计的同步发展将产生更高性能的系统和日益复杂的新颖对象。”

打印机系统的横截面图及主要特点

 

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