Van alle materialen die 3D-geprint kunnen worden, is glas nog steeds een van de meest uitdagende materialen. Wetenschappers van het Onderzoekscentrum van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie Zürich (ETH Zürich) werken er echter aan om deze situatie te veranderen door middel van een nieuwe en betere glasprinttechnologie.
Het is nu mogelijk om glazen voorwerpen te printen, en de meest gebruikte methoden omvatten het extruderen van gesmolten glas of het selectief sinteren (laserverhitting) van keramisch poeder om het in glas om te zetten. De eerste vereist hoge temperaturen en dus hittebestendige apparatuur, terwijl de laatste geen bijzonder complexe objecten kan produceren. De nieuwe technologie van ETH heeft tot doel deze twee tekortkomingen te verbeteren.
Het bevat een lichtgevoelige hars die bestaat uit vloeibaar plastic en organische moleculen gebonden aan siliciumhoudende moleculen, met andere woorden: het zijn keramische moleculen. Met behulp van een bestaand proces dat digitale lichtverwerking wordt genoemd, wordt de hars blootgesteld aan een patroon van ultraviolet licht. Waar het licht de hars ook raakt, het plastic monomeer zal verknopen en een vast polymeer vormen. Het polymeer heeft een labyrintachtige interne structuur en de ruimte in het labyrint is gevuld met keramische moleculen.
Het resulterende driedimensionale object wordt vervolgens gebakken bij een temperatuur van 600°C om het polymeer te verbranden, waardoor alleen het keramiek overblijft. Bij de tweede keer bakken bedraagt de baktemperatuur ongeveer 1000°C en wordt het keramiek verdicht tot transparant poreus glas. Het object krimpt aanzienlijk wanneer het in glas wordt omgezet, een factor waarmee rekening moet worden gehouden in het ontwerpproces.
De onderzoekers zeiden dat hoewel de tot nu toe gemaakte objecten klein zijn, hun vormen behoorlijk complex zijn. Bovendien kan de poriegrootte worden aangepast door de intensiteit van ultraviolette stralen te veranderen, of kunnen andere eigenschappen van het glas worden veranderd door boraat of fosfaat in de hars te mengen.
Een grote Zwitserse glaswerkdistributeur heeft al interesse getoond in het gebruik van de technologie, die enigszins lijkt op de technologie die wordt ontwikkeld aan het Karlsruhe Institute of Technology in Duitsland.
Posttijd: 06-dec-2021