Технология 3D-печати, созданная специалистами Lincoln Laboratory, делает возможным изготовление сложных стеклянных изделий без традиционных методов производства стекла, требующих сильного нагрева. Новые многокомпонентные чернила и метод отверждения позволяют создавать термостойкие стеклянные компоненты с высоким разрешением при температуре всего 250 °C, что открывает возможности более широкого применения таких материалов в оптике, электронике и микрофлюидике.
Исследователи из Лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института разработали инновационную технологию низкотемпературной аддитивной печати стекла без высокотемпературной обработки, сообщает Voxel Matters. В основе этого нововведения лежит усовершенствованный процесс прямой чернильной печати в сочетании с индивидуально разработанными чернилами из нескольких материалов.
В отличие от традиционных материалов для 3D-печати — пластика или металлических сплавов, которые отличаются термической или химической нестабильностью — новый подход использует для обеспечения структурной, химической и термической целостности неорганическое композитное стекло. Что особенно важно, он снимает необходимость в использования чрезвычайно высоких температур спекания (часто выше 1000 °C), которые делали 3D-печать стеклом сложной и дорогой.
Ключевую роль играет формула чернил. Исследователи создали суспензию с использованием широко распространенных неорганических материалов: силикатных растворов в сочетании с наночастицами оксидов металлов. Чернила наносятся при комнатной температуре методом робокастинга, что позволяет точно контролировать форму и структуру изделия. После того, как объект сформирован, он отвердевает не в печи, а в ванне с минеральным маслом при температуре всего 250 °C. Финишное ополаскивание в органическом растворителе удаляет все остатки, оставляя прочную, полностью неорганическую кремниевую структуру. Тестовые образцы изделий показали минимальную усадку, высокую геометрическую точность и термическую стабильность. При нагревании предметы сохраняют целостность и четкость деталей. Эти свойства критически важны в производстве линз свободной формы, компактных микрофлюидальных чипов или подложек для высокотемпературной электроники.
