MTI玻璃实验室开发出玻璃3D打印新工艺

玻璃是一种备受关注的可3D打印材料，相关的制作工艺团队和科学家在不断推进着这一领域的发展。来自麻省理工大学玻璃实验室的Mediated Matter研发团队近日宣布成立了一个名为G3DP的项目，共同开发玻璃3D打印的先进工艺。

团队成员包括John Klein、Michael Stern、Markus Kayser、Chikara Inamura、Giorgia Franchin、Shreya Dave、James Weaver、Peter Houk和Neri Oxman教授。他们将当今的前沿技术和传统的古老玻璃制造工艺相结合，创造出令人难以置信的3D打印玻璃结构。

这支团队的创立者和负责人同样在3D打印非常有名，那就是美女教授Neri Oxman。Mediated Matter一直在MIT机械工程系、Wyss研究所和MIT玻璃实验室共同开发精密玻璃3D打印的先进工艺。

“由于其硬度、光学质量、经济型和普遍性，玻璃基材料在增材制造领域具有与众不同的特殊价值。”研究团队称。

这个玻璃3D打印机的工作方式其实很简单。机器的顶部基本上是一个小窑，用户通过这里把玻璃放进去。窑火的温度能够升至大约1900华氏度，很容易就将放置在内的玻璃熔化。打印机的下段有一个氧化铝—锆石—二氧化硅材质的喷嘴，其功能类似于FDM 3D打印机中的热端。窑炉中熔化的玻璃通过漏斗流下来，并通过喷嘴挤出到构建平台上，然后缓慢冷却变硬。如果使用者想要停止打印玻璃的话，只需使用压缩空气降低喷嘴的温度即可。

该3D打印机的框架是用80/20铝材和方钢管打造的。研发人员使用了三个独立的步进电机和一个丝杠式台架系统，并用一块Arduino和一块RAMPS 1.4 Arduino Shield作为驱动控制系统。实际上，其机械运动系统非常类似与我们在市场上常见的笛卡尔式桌面3D打印机。

在研发人员展示的3D打印样品中，这些3D打印玻璃对象每层的层高大约有4.5毫米，平均宽度大约为7.95毫米。此外，该打印对象的形状非常规整、准确。研究人员在将于2015年9月发行的《3D Printing and Additive Manufacturing》杂志中介绍说：

“玻璃层的沉积表现得似乎非常精确：在分析区域，线材的中心距实际中心线的偏差为0.18毫米±0.13毫米（或者大约为总壁厚的2.25％）。能够观察到的最大偏差为0.42毫米。因此，如果设计的保守公差为0.5毫米的话，可以考虑使用这种方法3D打印玻璃对象。”

据了解，研发团队准备明年在 Cooper Hewitt, Smithsonian设计博物馆展示这些3D打印的玻璃制品。