3D-печать уже несколько лет как является стандартной технологией во множестве производственных циклов. На 3D-принтерах печатают кроссовки и даже запчасти для самолетов. Самыми ходовыми материалами для такой печати остаются пластик и металл. 3D-печать стеклом пока не входит в арсенал массовых производителей.
Печатать стеклом качественно и быстро оказалось непростой задачей из-за характеристик материала. Стекло не плавится, как металл, а размягчается, становится более мягким; стекло ведет себя как аморфное тело и вдобавок трескается при слишком быстром остывании в мало-мальски толстых слоях. Чтобы избежать трещин, отливку надо греть (а при классическом производстве стекла отжиг больших изделий занимает недели, если не месяцы), но нагретый материал плывет под собственным весом; сделать быстро и без трещин кажется нереальным. Но запрос на развитие технологии конечно же есть — промышленная 3D-печать оптически совершенным стеклом может значительно удешевить производство многих гаджетов и фото- или видеотехники.
Смотрите также: Как создают стекло для телескопов
В статье, опубликованной в 3D Printing and Additive Manufacturing, инженеры из MIT отмечают, что печатать из стекла пробовали разные группы с использованием разных способов. Но все они имели свои ограничения: например, малая (всего несколько десятков граммов в час) скорость печати или потеря готовым изделием тех свойств, ради которых имело смысл выбирать в качестве материала стекло. До печати, скажем, прозрачных блоков для строительства дело не доходило — это было либо запредельного долго и дорого, либо получаемое изделие оказывалось непрозрачным и вдобавок непрочным.
«В последние годы появились новые методы печати из стекла, и за счет этого появилась возможность создавать объекты сложной формы с сохранением прозрачности и прочности», — пишут исследователи в своей работе. В 2015 году они представили первый прототип своего принтера G3DP, а сейчас, в 2018-м, ученые завершили вторую модель. Увеличив с 18 до 35 литров емкость для расплавленного стекла, оснастив печатающую головку новым соплом и усовершенствовав систему управления движением принтера, инженеры примерно вдвое ускорили работу своего детища.
Новый принтер печатает со скоростью свыше пяти килограммов в час. Это все еще очень мало по сравнению с промышленной отливкой, скажем, стеклоблоков, но уже близко к штучному производству. Разработчики уже представили публике колонны, собранные из созданных G3DP2 фигурных блоков.
Алексей Тимошенко