High-resolution 3D printing shows promise for lab glassware — ABC Chemicals


High-resolution 3D printing shows promise for lab glassware - ABC Chemicals

Простая платформа 3D-печати может создавать стеклянные структуры сложной формы с высоким разрешением и многоокисным химическим составом.1 Новый подход, основанный на разделении фаз жидких смол, может быть полезен в нескольких областях, включая 3D-печать реакционного программного обеспечения для органического синтеза.

Автоматизированные процессы производства стекла традиционно ограничиваются симметричной и преимущественно плоской геометрией. В то время как последние достижения в технологиях 3D-печати открыли новые возможности, позволяющие создавать однофазные многокомпонентные стеклянные объекты с использованием таких методов, как прямая запись2 или стереолитография,3 эти методы все еще имеют некоторые недостатки. Прямое чернильное письмо страдает геометрическими ограничениями, а очки, изготовленные до сих пор с использованием стереолитографии, основаны только на кварце, что ограничивает доступные химические составы. Таким образом, разработка новых методов, обеспечивающих широкий композиционный дизайн и улучшающих разрешение печатных элементов, имеет решающее значение.

Команда, возглавляемая Андре Стударом из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, в настоящее время использует цифровой принтер для обработки света для создания сложных многокомпонентных стеклянных конструкций. Ученые приготовили жидкую смолу, содержащую неорганические предшественники, фотоактивную смесь мономеров и светопоглощающий краситель. «Воздействие ультрафиолетового излучения вызывает затвердевание жидкого материала, а также образование двунепрерывной встречной сетки между фазой, обогащенной полимером, и аналогом, обогащенным до керамики», — объясняет соавтор Кунал Масания. Он указывает, что составление чернил является ключевым аспектом процесса. «Контролируя соотношение мономера к керамике и совместимость между предварительно керамическими компонентами и полимером, мы можем получить чернила, которые являются однородными в жидком состоянии и подвергаются разделению фаз при воздействии ультрафиолетового света». После окончательной термообработки органические вещества сгорают, и пористая керамическая структура превращается в прозрачное стекло со сложной геометрией и пространственно настраиваемым составом.

High-resolution 3D printing shows promise for lab glassware - ABC Chemicals

Исследователи проверили свой подход, напечатав цилиндрические и гироидные структуры с контролируемыми градиентами размера пор, а также стеклянный лист с локально настраиваемыми оптическими свойствами. Разрешение печати было улучшено путем корректировки состава мономера в смоле.

«Авторы демонстрируют, что, просто изменяя плотность мощности источника света, они могут настраивать микроструктуру стекла, а изменяя химический состав смолы, они могут изменять состав стекла», — говорит Джоэль Дестино, специалист по материалам из Университета Крейтон, США. «Кроме того, они утверждают, что их метод предлагает улучшенное разрешение печати или возможность печатать более точные, чем ранее описанные методы». Судьба добавляет, что такие достижения важны для того, чтобы сделать 3D-печать на стекле жизнеспособным коммерческим процессом.

Масания говорит, что новые результаты «закладывают основу для настройки геометрической и химической массы при изготовлении стекла», а Дестино добавляет, что у них есть потенциал для революции во многих областях. «Стеклянные материалы необходимы во многих продуктах — от смартфона в кармане до телескопов исследовательского уровня», — говорит он.

Ли Кронин из Университета Глазго, Великобритания, который недавно разработал модульный реактор для химического синтеза с 3D-печатью, также видит возможные применения в этой области. «Эта статья действительно интересна, поскольку, похоже, она показывает способ 3D-печати сложных структур из оксидного стекла», — говорит он. «Это может быть очень полезно в 3D-печати реакционного программного обеспечения для органического синтеза, где план реакции определяет стеклянную посуду. Мы делаем это из пластика, но химическая и тепловая стойкость здесь очень интересны для изготовления химических генераторов, использующих наборы химического синтеза с 3D-печатью ».







Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *