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摘要:用3D打印机创建的三维玻璃城堡。根据一项新的研究,现在可以使用3D打印技术...复杂的玻璃制品,如微型城堡和微型椒盐卷饼。最近,科学家们研究了使用3D打印技术是否可以避免这些缺点。新研究的研究人员说,迄今为止,使用3D打印技术...玻璃的唯一...还需要使用激光或将材料加热到1800华氏度左右的灼烧温度。研究人员随后可以使用标准的3D打印机,用这种“液体玻璃”制造复杂的物品。
考古研究表明,人类已经使用玻璃制造几千年了。这一过程通常需要热熔炉和苛刻的化学品。最近,科学家们研究了使用3D打印技术是否可以避免这些缺点。
3D打印机是一种可以从各种材料(塑料、陶瓷、金属,甚至更不寻常的成分,如活细胞)中创建项目的机器。这些设备通过沉积材料层来工作,就像普通打印机放置墨水一样,只是3D打印机也可以在彼此上方沉积平面层来构建三维对象。新研究的研究人员说,迄今为止,使用3D打印技术 ... 玻璃的唯一 ... 还需要使用激光或将材料加热到1800华氏度(1000摄氏度)左右的灼烧温度。研究人员补充说,在这两种情况下,最终产品都是粗糙的、粗糙的结构,不适合很多应用。
“人们认为通过3D打印玻璃太难使用了,”研究的资深作者、伊根斯坦利奥波德沙芬卡尔斯鲁厄理工学院的机械工程师巴斯蒂安·拉普说,德国
这种用熔融石英玻璃印制的蜂窝结构暴露在接近1500华氏度(800摄氏度)的火焰中。(NeptunLab/KIT)现在,科学家们已经开发出一种新技术,用标准的3D打印机制造复杂的玻璃结构。研究人员说,秘密在于他们称之为“液体玻璃”。
“这项工作所做的是,它填补了现代3D打印调色板中的一个重要空白,”Rapp告诉Live Science。
科学家们从二氧化硅颗粒开始,二氧化硅是制造玻璃的相同材料。这些纳米颗粒只有40纳米,也就是十亿分之一米宽,比人类头发的平均长度要细2500倍左右。
这些二氧化硅纳米颗粒分散在丙烯酸溶液中。研究人员随后可以使用标准的3D打印机,用这种“液体玻璃”制造复杂的物品。紫外光可以将这些物体硬化成一种类似于丙烯酸玻璃的塑料。
当这些塑料片暴露在大约2370华氏度(1300摄氏度)的温度下时,塑料燃烧殆尽,而二氧化硅纳米颗粒融合在一起形成光滑透明的玻璃结构,研究说。研究人员说,借助添加剂,这项技术可以打印出绿色、蓝色或红色的有色玻璃。
“玻璃是人类使用的最古老的材料之一,它仍然是一种高性能材料,在许多应用中,是唯一的材料选择。”我们的研究工作是在21世纪的制造技术和已有数百年历史的材料之间架起一座必要的桥梁。
研究人员使用的商业3D打印机可以打印几十微米的特征。相比之下,人类头发的平均宽度为100微米。
研究人员说,这种新 ... 不需要苛刻的化学物质,它能产生足够光滑和清晰的玻璃成分,可以用作镜头和其他应用。
“你可以考虑为智能手机相机制造微型镜头。”你可以考虑用玻璃制造耐化学性和耐热性的微型反应器,在其中进行化学反应。
这项新技术还可以帮助为hig拉普说,高速数据传输。(光子器件操纵光就像电子电路操纵电一样。)“你也可以想得更大一些,用3D弯曲的玻璃片来建造建筑,”拉普说。
“我们现在正在剥离一家公司,将这项技术商业化,”拉普说我们希望再过几年,玻璃能像塑料一样方便地进行3D打印。
科学家们在4月19日的《自然》杂志上详细介绍了他们的发现。
是关于生命科学的原始文章。
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