浅谈3D打印透明玻璃技术呢

浅谈3以确保实验本身的正常进行D打印透明玻璃技术

玻璃是一种在多个领域具有重要作用的材料，不过CRP集团3D打印材料Windform通过欧航局测试如数据传统的玻璃加工技术无法制造具有特定亚微米结构的玻璃材料。3D打印技术有望用于定制具有高精度结构的玻璃制品。

在这篇文章中，作者使用两步法制备具有亚微米3D结构的透明玻璃制品。首先，使用直写成型3D打印技术构建具有特定结构的生坯。直写成型是一种通过程序控制喷嘴将剪切稀化的油墨逐层组装的工艺，在这里油墨为胶体二氧化硅，这之中*重要的是控制墨水的屈服应力和剪切稀化性质以使其适应所需玻璃的应用需求。之后，经干燥和高温烧结过程，形成致密、无定型如发现有松动、透明的玻璃材料。相比于直接使用熔融玻璃3D打印，这种方法避免在3D打印过程中使用高温条件，并且由于打印丝较细、高温烧结后结构收缩，因而能形随着经济的回暖成更加精细的结构。

图1 3D打印玻璃的过程

具体来说，作者将亲水的气相二氧化硅/四乙二醇二甲醚悬浮液作为3D打印油墨，其中气相二氧化硅同时作为玻璃的二氧化硅源和触变剂，四乙二醇二甲醚对气相二氧化硅具有良好的分散性，另外其高沸点有助于精细控制干燥过程;此外油墨中加入羟基中止的聚二甲基硅氧烷以强化材料结构、提高干燥过程的抗裂性。

图2 二氧化硅墨水的流变学特性

作者还调整优化了干燥和高温烧结过程。生坯经100C，110h干燥，这一低温干燥条件有利于提高生坯强度、避免开裂;之后经600C热处理以烧掉所有有机残留，若无此步骤则有机残留会被束缚在玻璃中，从而降低玻璃质量。*后，经1500C，3min的烧结过程，生坯变为全致密、透明的玻璃材料。

图3 热处理工艺

作者展示了这种技术可以用来制备多种玻璃材料，包括块体玻璃，亚微米支架结构，玻璃基微流控元件，多组分玻璃结构等。作者指出，一些3D打印领域的新技术或可应用于这种3D打印玻璃技术，比如使用组分混合技术可得到具有梯度组1方面分的玻璃材料，其具有可调的光学和机械性能。