אולם הקונצרטים החדש של המבורג נפתח בסוף השנה שעברה להוקרת מבקרי אדריכלים ברחבי העולם. למבנה העולה חזית של כ -2, 000 פנלים מזכוכית שטוחה ומעוקלת, ומשרה רושם של גל שעומד להישבר. אולם הפרויקט איחר שש שנים ומאות מיליוני יורו התקציביים, כאשר חלקם של יתר הכספים נבעו מטכניקת הדפוס העתיקה והארוכה, ששימשה לעיקול לוחות הזכוכית.
תוכן קשור
- מתן ימי נחתים כלים לבניית מל"טים בשדה הקרב
אבל מה אם לוחות הזכוכית פשוט היו יכולים להדפיס עם מדפסת תלת מימד?
עד עכשיו זה לא היה אפשרי בכלל. חומרי הדפסת התלת מימד הנפוצים ביותר הם פולימרים וטכניקות קיימות להדפסת מתכות, קרמיקה, בטון, תרופות, ואפילו מזון. אבל זכוכית כמעט ולא נעדרה מהמשוואה.
"זכוכית היא אחד החומרים העתיקים ביותר שהאנושות השתמשה בה, וזה מדהים לראות את מהפכת הדפוס התלת ממדי של המאה ה -21 התעלמה מזכוכית עד כה, " אומר באסטיאן ראפ, חוקר במכון הטכנולוגי בקרלסרוה הגרמני.
צוותו של ראפ הציג טכניקה חדשה לזכוכית להדפסת תלת מימד, כזו שיכולה לייצר חפצי זכוכית שהם גם חזקים ושקופים. הטכניקה עושה שימוש בשיטה מסורתית של הדפסת תלת מימד הנקראת סטראוליתוגרפיה. בסטריאוליטוגרפיה, המדפסת בונה את שכבת האובייקט שכבה אחר שכבה באמצעות נוזל - באופן מסורתי פולימר - שמתקשה כאשר נוגעים בו באור לייזר. צוותו של ראפ הבין כיצד לעשות זאת באמצעות אבקת זכוכית שהושעה בפולימר נוזלי. לאחר הדפסת החפץ, הוא מכניס לתנור בטמפרטורה גבוהה, ששורף את הפולימר וממזג את חלקיקי הזכוכית ומשאיר אחריו רק זכוכית מוקשה.
לזכוכית המודפסת עמידות בפני זעזועים תרמיים גבוהה, כפי שמודגם כאן, כאשר זכוכית הסיליקה המתמזגת נחשפת ללהבה של 800 מעלות צלזיוס. (NeptunLab / KIT) אף על פי שהטכניקה של ראפ אינה הדוגמה הראשונה לזכוכית בהדפסת תלת מימד - חוקרי MIT פיתחו שיטה להוצאת זכוכית מותכת לפני שנתיים, בעוד שקבוצות אחרות השתמשו בטכניקות בטמפרטורה נמוכה יותר המייצרות מוצר חלש ומעונן - היא הראשונה להדפיס זכוכית שקופה בטמפרטורות נמוכות. זה גם הראשון שמנצל מדפסות סטריאוליטוגרפיה תלת מימד רגילות ומדף, כלומר ניתן להשתמש בהן בלי ציוד מיוחד מיוחד.
לזכוכית מספר תכונות ייחודיות ההופכות אותו לרצוי כחומר מודפס בתלת מימד, אומר ראפ.
"כמעט ואין חומר שיכול להיחשף לטמפרטורות גבוהות כל כך שניתן לחשוף זכוכית אליו", הוא אומר. "וכמעט אין כימיקלים שיכולים לתקוף זכוכית, ואילו פולימרים ניתנים להשפלת אור UV וממסים אורגניים."
הצוות הדפיס בייגלה זכוכית תלת ממדית זו. (NeptunLab / KIT) לזכוכית יש גם שקיפות שלא תואמת חומרים אחרים. האור לא עובר כמעט באותה דרך אפילו בפלסטיקה הברורה ביותר, וזו הסיבה שבבתים יש חלונות זכוכית, למרות שבירותם. עדשות מצלמה באיכות גבוהה הן תמיד זכוכית מסיבה זו, אומר ראפ, בעוד שהעדשות של הסמארטפונים הן בדרך כלל מפלסטיק.
"זו הסיבה שאיכות הצילום שאתה מצלם עם הטלפון החכם החדיש ביותר בהשוואה למצלמה היא תמיד נחותה", אומר ראפ.
ניתן להשתמש בטכניקה החדשה להדפסת כמעט כל דבר, אומר ראפ. זה יכול לשמש לחפצים זעירים ומורכבים כמו תכשיטים, עדשות או חלקי מחשב, או לחפצים גדולים כמו חלונות. המשתנה היחיד הוא המדפסת עצמה.
לפניכם מבנה תלת מימדי של שער טירה המודפס בזכוכית סיליקה התמזגה. (NeptunLab / KIT) לטכניקת ההדפסה התלת מימדית יש יתרונות על פני שיטות שאינן הדפסה בייצור דגמי זכוכית קטנים בכך שהיא אינה דורשת תחריט כימי, המשתמש בחומצה הידרפלואורית מסוכנת, וכי יכול להיות שיש לה חללים ותעלות סגורות, דבר שאינו אפשרי בזכוכית מסורתית. - נושבת. ויש לה פוטנציאל יתרון מהיר גם על שיטות שאינן הדפסה בייצור זכוכית.
לצורך המחקר שלהם, צוותו של ראפ השתמש במדפסת זולה ללא שינוי מסוג שניתן לקנות לכל חובב בית.
"זו פלטפורמה טכנולוגית מבוססת מבחינת מכונות, וזה חומר מוכר וידוע", אומר ראפ. "הדבר היחיד שעשינו היה הגשר בין לבין."
המחקר של הצוות פורסם החודש בכתב העת Nature .
ראפ הקים חברה למסחור הטכניקה. הוא מקווה שיהיה מוצר ראשון בשוק בסוף השנה.
