Sciencemag.cz
Doporučujeme
3D tisk ze skla není snadný. Tisk z kapalného skla vyžaduje vysoké teploty a patřičně odolné zařízení. Skleněný prášek se dá tisknout i za pokojové teploty, pak lze výsledek různě slisovat a zapékat, ale takto vytvořené objekty nemohou mít příliš složitou strukturu a nejsou ani příliš odolné. 3D tiskem ze skla se po celém světě zabývá jen několik pracovišť.
Na Karlsruhe Institute of Technology již před více než 2 roky zkusili vytisknout sklo jako mikročástice v polymeru za běžné teploty. Poté se struktura zahřála tak, aby polymer a další příměsi shořely a sklo zatvrdlo.
Viz také: 3D tisk ze skla i za běžné teploty
Nově popsaná metoda 3D tisku vyvinutá na ETH Zurich využívá podobné principy. Základem je tisk speciální pryskyřice s řadou příměsí, na kterou se aplikuje osvit UV světlem (v každé vrstvě, přes masku). Tím pryskyřice na osvětlených místech ztvrdne, protože mezi jejími fotocitlivými složkami dojde k zasíťování, z monomerů vznikne polymer. V pryskyřici je obsažen i keramický materiál – nejde ještě o sklo, ale o jeho prekurzor („hlínu“). Pomocí intenzity osvětlení lze měnit i rozlišení, tj. velikost nejmenších pórů v každé vrstvě – čím intenzivnější UV záření, tím menší póry. Navíc v každé vrstvě lze měnit i složení skla přidáváním dalších látek. Metoda tak umožňuje vytvářet finálně i složité 3D objekty.
Další tepelná úprava pak (na rozdíl od metody popsané výše, viz odkaz) probíhá ve 2 krocích. Při 600 °C se spálí polymer, po zvýšení teploty na 1 000 °C pak vypálí sklo. Objekt ztvrdne a zprůhlední. Současně se také zmenší, k těmto deformacím je samozřejmě třeba přihlížet už při návrhu. A nakonec, celá metoda je prozatím omezená na velikost takto vytvořených předmětů, odpovídající velikostí (maximálně) původní matrici – tímto způsobem se tedy alespoň prozatím nedají vyrábět např. velké skleněné okenní tabule.
Autoři výzkumu již požádali o patentovou ochranu své metody.
David G. Moore et al. Three-dimensional printing of multicomponent glasses using phase-separating resins, Nature Materials (2019). DOI: 10.1038/s41563-019-0525-y
Zdroj: ETH Zurich/Phys.org
Poznámka PH: Z tiskové zprávy není úplně jasné, zda keramický materiál je v pryskyřici, nebo mezi ní („negativ“). Nejspíš platí první možnost, když pak struktura z pryskyřice shoří, struktura se zmenší („skla“ je méně než celé směsi). Kdyby skleněný byl „negativ“, nebyl ke zmenšení důvod? Video i ilustrační obrázek ukazují, že platí první možnost a keramický materiál je v pryskyřici.
Ilustrační video z Youtube
