DLP 技術を使用した 3D プリントガラス、チューリッヒのスイス連邦工科大学

DLP 技術を使用した 3D プリントガラス、チューリッヒのスイス連邦工科大学
2019年12月4日、Antarctic Bearは海外メディアから、チューリッヒにあるスイス連邦工科大学の研究者が3Dプリントガラスで新たな進歩を遂げたことを知りました。彼らは3Dプリント技術を使用して、複雑で多孔質のガラス物体を製造しました。

△ETHチューリッヒが3Dプリントしたさまざまな種類のガラス Antarctic Bearによると、ガラスの3Dプリントは簡単ではなく、世界でもほんの数人の研究者だけが3Dプリントによるガラスの製造を試みている。非常に高い温度と耐熱装置を必要とするという欠点がある熱溶解積層法を使用するものもあれば、粉末状のセラミック粒子をガラス製品に印刷するためにレーザー焼結法を使用するものもあります。

ETH チューリッヒの研究者は、特殊な感光性樹脂材料と組み合わせて DLP 光硬化技術を使用しました。




チューリッヒ工科大学のアンドレ・スタダート氏が率いる複合材料グループのメンバーであるデビッド・ムーア氏、ロレンツォ・バルベラ氏、クナル・マサニア氏は、ガラスの前駆体と組み合わせたプラスチックと有機分子を含む特殊な樹脂を開発した。研究者らは、その研究結果をネイチャー・マテリアルズ誌の最新号に発表した。
この特殊な樹脂素材に紫外線を照射すると、樹脂が重合して固体ポリマーを形成します。実際、このプロセスは、現在市販されている光硬化セラミック 3D プリンターと非常によく似ています。


左:印刷したばかりのブランク、左:600℃で焼成したブランク、左:1000℃で焼成してガラスになったブランク。出典: 複合材料グループ / ETH チューリッヒ 研究者らは、シリカをホウ酸塩またはリン酸塩と混合し、それを樹脂に加えることで、微細構造を層ごとに変更することもできました。この技術を使用すると、異なる種類のガラスから複雑な物体を作ったり、同じ物体に組み合わせたりすることもできます。

研究者らは次に、2つの異なる温度でブランクを焼成した。600°Cでポリマー骨格を焼き尽くし、次に約1000°Cでセラミック構造をガラスに高密度化した。焼成の過程で、物体は著しく収縮しますが、窓ガラスのように透明で硬くなります。


「現時点では、ボトルやコップ、窓ガラスなどの大きなガラス製品をこの方法で製造することは不可能であり、それがこのプロジェクトの本当の目的ではない」とマサニア氏は語った。

この研究の目的は、3D 印刷プロセスを使用して複雑な形状のガラス物体を製造する実現可能性を実証することです。研究者らは特許も申請しており、現在、この技術を自社で利用したいと考えているスイスのガラス製品販売業者と交渉中だ。

参考論文: https://www.sciencedaily.com/releases/2019/11/191127121255.htm



陶芸、光硬化、南極のクマ

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