3D печать стекла — довольно сложная задача, в основном потому, что трудно поддерживать механические свойства материала при очень высокой температуре плавления. Но трио исследователей из Франции опубликовали в журнале Оптического общества (OSA) Optics Letters доклад о своей работе по созданию нового лазерного метода печати сложных стеклянных деталей.

Послойная 3D печать не идеальна для изготовления предметов из стекла. С вязкими смолами трудно получить слои одинаковой толщины, а для сложных деталей часто требуются опоры, которые необходимо снимать в конце процесса… что еще больше замедляет процесс. Исследователи из Франции решили изменить процесс и разработали новый лазерный метод для 3D печати сложных деталей из стекла. Он использует многофотонную полимеризацию для создания объекта непосредственно в трехмерном объеме.


При многофотонной полимеризации процесс, который связывает молекулы жидкого мономера в твердый полимер происходит в точной лазерной фокусной точке, что позволяет печатать на 3D принтере небольшие детали размером от нескольких микрон до десятков сантиметров с отличным разрешением. Когда вы используете этот метод для 3D печати со стеклом, конкретный материал должен быть прозрачным на длине волны лазера во время начальной жидкой фазы, а также после полной полимеризации. Кроме того, он должен поглощать свет лазера на половине длины волны, чтобы инициировать многофотонную полимеризацию. Поэтому команда использовала смесь с фотохимическим инициатором для поглощения света, большое количество наночастиц диоксида кремния и смолу. Данная технология позволяет производить детали из диоксида кремния с последовательными процессами удаления связующего и спекания.

Высоковязкая смесь исследовательской группы, которая работает не только с лазером, также позволяет 3D печать детали без проблем с деформацией или без использования опор. Исследователи напечатали на 3D принтере несколько сложных стеклянных объектов без каких-либо трещин, например, крошечную Эйфелеву башню и велосипед. В будущем планируется снизить стоимость за счет использования менее дорогого лазера, что также поможет сделать этот метод более практичным.