Dewan konsert baru Hamburg dibuka lewat tahun lepas untuk menerima pengiktirafan arkitek di seluruh dunia. Struktur yang melonjak mempunyai permukaan panel kaca rata dan melengkung sekitar 2, 000, memberikan gambaran tentang gelombang yang akan pecah. Tetapi projek itu enam tahun lewat dan beratus juta euro atas bajet, dengan sebahagian daripada kelebihan disebabkan teknik kuno yang memakan masa yang digunakan untuk melengkapkan panel kaca.
Kandungan Terkait
- Memberi Marin Alat untuk Membangun Drone di Medan Pertempuran
Tetapi bagaimana jika panel kaca hanya boleh dicetak dengan pencetak 3D?
Sehingga kini, ini tidak mungkin berlaku sama sekali. Bahan percetakan 3D yang paling sering digunakan ialah polimer, dan tekniknya ada untuk percetakan logam, seramik, konkrit, ubat-ubatan, dan juga makanan. Tetapi kaca telah hampir tidak wujud dari persamaan tersebut.
"Kaca adalah salah satu bahan tertua yang digunakan oleh manusia, dan ia mengagumkan untuk melihat revolusi percetakan 3D abad ke-21 telah mengabaikan kaca hingga kini, " kata Bastian Rapp, seorang penyelidik di Institut Teknologi Karlsruhe Jerman.
Pasukan Rapp telah menghasilkan teknik baru untuk kaca percetakan 3D, yang dapat menghasilkan objek kaca yang kuat dan telus. Teknik ini menggunakan kaedah tradisional percetakan 3D yang disebut stereolitografi. Dalam stereolitografi, pencetak membina lapisan objek dengan lapisan menggunakan cecair secara tradisinya sebagai polimer - yang mengeras apabila disentuh oleh cahaya laser. Pasukan Rapp telah mengetahui cara melakukannya menggunakan kaca serbuk yang digantung dalam polimer cecair. Sebaik sahaja objek dicetak, ia diletakkan dalam ketuhar suhu tinggi, yang membakar polimer dan menggabungkan zarah kaca, meninggalkan hanya kaca keras.
Kaca bercetak mempunyai rintangan kejutan haba yang tinggi, seperti ditunjukkan di sini, apabila kaca silika yang dipancarkan terdedah kepada nyalaan 800 derajat Celcius. (NeptunLab / KIT) Walaupun teknik Rapp bukanlah contoh pertama kaca percetakan 3D-penyelidik MIT telah membangunkan kaedah untuk mengekstruksikan kaca lebur dua tahun lalu, sementara pasukan lain telah menggunakan teknik suhu rendah yang menghasilkan produk yang lemah dan mendung-itu adalah yang pertama mencetak kaca yang jelas pada suhu rendah. Ia juga yang pertama mengambil kesempatan daripada pencetak stereolitografi 3D biasa, yang tidak boleh digunakan tanpa peralatan khas.
Kaca mempunyai beberapa sifat unik yang menjadikannya wajar sebagai bahan bercetak 3D, kata Rapp.
"Terdapat hampir tiada bahan yang boleh didedahkan dengan suhu tinggi seperti kaca boleh didedahkan, " katanya. "Dan hampir tidak ada bahan kimia yang dapat menyerang kaca, sedangkan polimer boleh direndahkan oleh sinar UV dan pelarut organik."
Pasukan mencetak pretzel kaca tiga dimensi ini. (NeptunLab / KIT) Kaca juga mempunyai ketelusan yang tidak dapat ditandingi oleh bahan lain. Cahaya tidak hampir hampir sama dengan plastik yang paling jelas, yang merupakan sebab mengapa rumah mempunyai tingkap kaca, walaupun kerosakannya. Kanta kamera berkualiti tinggi sentiasa kaca untuk sebab ini, kata Rapp, sementara kanta telefon pintar biasanya plastik.
"Inilah sebabnya mengapa kualiti foto yang anda ambil dengan keadaan telefon pintar seni berbanding dengan kamera sentiasa rendah, " kata Rapp.
Teknik baru ini boleh digunakan untuk mencetak hampir apa sahaja, kata Rapp. Ia boleh digunakan untuk objek kecil, rumit seperti perhiasan, kanta atau bahagian komputer, atau untuk objek besar seperti tingkap. Pemboleh ubah sahaja ialah pencetak itu sendiri.
Berikut adalah struktur tiga dimensi pintu gerbang istana yang dicetak dalam kaca silika yang dipasangkan. (NeptunLab / KIT) Teknik percetakan 3D mempunyai kelebihan terhadap kaedah bukan percetakan untuk membuat model kaca kecil kerana ia tidak memerlukan etsa kimia, yang menggunakan asid hidrofluorik berbahaya, dan ia dapat menutup rongga dan saluran, yang tidak mungkin dalam kaca tradisional -blowing. Dan ia berpotensi mempunyai kelebihan kelajuan terhadap kaedah bukan percetakan pengeluaran kaca juga.
Untuk penyelidikan mereka, pasukan Rapp menggunakan pencetak yang murah dan tidak diubah suai dari jenis yang boleh dibeli oleh mana-mana peminat rumah.
"Ia adalah platform teknologi yang mantap dari segi jentera, dan ia adalah bahan yang dikenali dan terkenal, " kata Rapp. "Satu-satunya perkara yang kami buat ialah jambatan di antara."
Penyelidikan pasukan itu diterbitkan bulan ini dalam jurnal Nature .
Rapp telah mencipta sebuah syarikat untuk mengkomersilkan teknik tersebut. Beliau berharap dapat memiliki produk pertama di pasaran menjelang akhir tahun ini.
