3D列印技術：如何列印透明玻璃？

3D列印技術可實現無模型形成自由形式的透明玻璃

增材製造或3D列印在許多領域一直是一種變革性技術。可以實現亞毫米級長度的玻璃中的特徵，或採用傳統的玻璃加工技術難以實現的結構。

來自美國勞倫斯•利弗莫爾國家實驗室的研究人員，最近在先進材料上發表了一篇文章，文章介紹了一種新的3D列印兩步法用於列印之前未有過的長度規模的透明玻璃結構。他們配製了含有懸浮在液體中的二氧化硅顆粒的特殊糊劑，並可以擠壓成保持其形狀的絲，很像管子上的牙膏。為了構建所需的3D結構，通常採用用於印刷塑料或陶瓷的直接油墨書寫的3D印刷工藝，以高度控制的方式形成和沉積二氧化硅漿料的長絲。然後將印刷結構物乾燥並在遠低於二氧化硅熔點的溫度下燒結以形成無定形，固體，透明的玻璃結構。

油墨被認定為具有最佳的乾燥和流變性能，並且當與合適的熱處理工藝組合時，能夠產生完全緻密的玻璃部件，例如整料，支架，甚至3D印刷的微流體玻璃部件。

這種兩步法可以形成各種各樣的玻璃結構，其範圍從窗玻璃的外觀和表現方式的完全固體組分到由僅比人類頭髮稍粗的細玻璃纖維構成的網狀結構。此外，使用3D列印技術生產玻璃這一舉措提供了各種可能性，如創建包含組成和結構梯度的新玻璃組件，使玻璃微流體設備具有新功能，以及不需花費時間和金錢去拋光和精修就可以製得平整度極高的新型的梯度折射率光學元件。