麻省理工新平臺G3DP2,放飛玻璃3D打印夢想?

有些東西,它明明就在你眼前一直晃,但你就是注意不到它的存在!

不信?仔細看下圖,千萬別眨眼!!!

麻省理工新平臺G3DP2,放飛玻璃3D打印夢想?

上圖中,除了優雅的女士、精緻的耳機、機艙壁以及蔚藍的天空,還有什麼?

哈哈,沒錯,當然還有透明度、密封性和硬度極高的玻璃呀!

我們都知道,玻璃是"歷史最悠久"的建築材料之一,它在我們現代生活中的應用非常廣泛,小到智能手機屏幕,大到摩天大樓上的落地窗,到處都展示著玻璃的"神一般的偉大存在"。

"站在摩天大樓的頂上,隔著靜靜玻璃窗……"不知不覺,小編耳邊又迴盪起了"月亮公主"孟庭葦這首曾循環播放無數次的唯美歌曲。

麻省理工新平臺G3DP2,放飛玻璃3D打印夢想?

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"歲月無情催人老,芳華剎那褪春暉",我們懷念曾經逝去的青蔥歲月,但我們更感嘆現代科技帶來的社會進步!

隨著3D打印技術和材料技術的不斷髮展進步,3D打印材料"陣營"如今已經囊括了ABS塑料、聚酰胺或尼龍、PLA、蠟、聚碳酸酯及光敏樹脂等各種材料,然而,玻璃很快也會被"納入麾下",成為常見的3D打印材料。

近日,麻省理工學院(MIT)的科學家推出了G3DP2系統,進一步完善了其熔融玻璃3D打印工藝。該系統使其首個透明玻璃增材製造工藝平臺G3DP的升級版,能夠對熱材料進行完全控制,利用3D打印技術製作出穩定的最終產品。

麻省理工新平臺G3DP2,放飛玻璃3D打印夢想?

麻省理工新平臺G3DP2,放飛玻璃3D打印夢想?

G3DP2與G3DP關鍵參數對比

該研究成果被髮表在同行評審期刊《3D打印與增材製造》(3D Printing and Additive Manufacturing)的研究論文《透明玻璃結構增材製造》(Additive Manufacturing of Transparent Glass Structures)中。

麻省理工新平臺G3DP2,放飛玻璃3D打印夢想?

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論文稱,該系統是"一個將數字化集成的三區熱控制系統與四軸運動控制系統相結合的新型熔融玻璃增材製造平臺,能夠在確保產品精度及可重複性的同時使生產率與可靠性大幅提升,具備工業級生產能力,對於玻璃材料而言,這些在以前都是無法實現的。"

該系統由一個封閉的加熱箱和一個熱控制的二次箱組成。前者的任務是容納熔融玻璃,後者是玻璃轉化為三維物體的地方。

麻省理工新平臺G3DP2,放飛玻璃3D打印夢想?

上部熱模塊及下部運動控制模塊分解視圖(左);整個系統橫截面,顯示內部細節(右)

玻璃擠出系統可進行嚴格控制,以確保雜質及結構問題不會對結晶過程造成破壞。據美國科技類博客TechCrunch推文稱,由此產生的透明玻璃結構可用於建築或裝飾用途。

曾於2017年米蘭設計週期間展出的一套3米高的玻璃柱,就是G3DP2生產的傑作之一。該裝置突出了3D打印玻璃的幾何複雜度、強度、精度與透明度,展示了該發明在建築設計中的巨大應用潛力。

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2017年米蘭設計週期間展出的3D打印玻璃柱

參與該系統研究工作的MIT研究人員包括Chikara Inamura、Michael Stern、Neri Oxman、Daniel Lizardo和Peter Houk,他們希望其發明能夠為更多的玻璃3D打印應用打開大門,因為這種材料在各個行業都有許多用途。

他們在研究論文中寫道:"通過結合增材製造技術的巨大優勢和玻璃的諸多材料特性(如透明度、強度和化學穩定性),將來我們可能會製作出多功能建築材料的新原型。"

寫在最後

玻璃是一種化學性質極其複雜的材料,對溫度變化等環境因素非常敏感。儘管將玻璃材料用於3D打印工藝經歷了這麼久的時間,但它"順利加盟3D打印材料陣營",也著實是一項重大突破。

建築、汽車、航空航天和醫療等諸多領域都對玻璃的特性有著巨大的剛性需求。我們也期待著,玻璃這枚3D打印材料界的"小鮮肉"快快成熟,讓人們的生活更加明亮通透。


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