3D-печать на стекле — это передовая технология производство Технология, использующая принцип работы, аналогичный литью методом наплавления (FDM). Эта технология имеет замечательные особенности: она позволяет печатать расплавленные линии слой за слоем, предоставляя ученым и художникам новый способ изучения производства стекла по индивидуальному заказу. Далее мы подробно разберем принцип работы стекла. 3D печать, компоненты принтера и получить более глубокое понимание его применения в различных отраслях.
3D-печатное стекло: основы
Процесс производства 3D-печати на стекле относительно сложен: в отличие от длинных волокон, наполненных деревом или металлом, стекло не так легко диспергируется в материале, как оно есть. В настоящее время основные 3D-принтеры по стеклу по-прежнему используют технологию печати FDM и требуют использования чистого стекла для печати.
Весь производственный процесс включает в себя шлифовку стекла, плавление стекла и производство шелка, необходимого для принтеров. Многие профессионалы, занимающиеся 3D-печатью стекла, обычно готовят собственный инвентарь материалов. Впоследствии расплавленное стекло слой за слоем печаталось в линейной форме с помощью 3D-принтера. Хотя весь процесс аналогичен FDM, наиболее существенным отличием является то, что 3D-принтеры по стеклу требуют более высокого нагрева. Температура печати может достигать 1300 °C, а температура камеры — до 400 °C, что эквивалентно горячему соплу с чрезвычайно высокой температурой.
Эта высокотемпературная среда требует точной системы контроля температуры, чтобы гарантировать, что стекло может плавиться и затвердевать при соответствующей температуре, обеспечивая успешную 3D-печать. Развитие этой технологии требует профессиональных знаний для обеспечения стабильности и успеха всего производственного процесса.
Материалы для 3D-печати
Существуют различные типы стекла, в том числе натриево-кальциевое стекло, художественное стекло, хрустальное стекло, боросиликатное стекло и т. д. Различные типы стекла имеют свои уникальные эксплуатационные характеристики.
Натриево-кальциевое стекло: Этот тип стекла обычно содержит высокие уровни оксида натрия и оксида кальция и обладает хорошей устойчивостью к химической эрозии, что делает его пригодным для производства лабораторных инструментов и стеклянной посуды.
Художественное стекло: Художественное стекло известно своими насыщенными цветами и текстурами, подходящими для таких областей, как искусство и декорирование, обеспечивая уникальные визуальные эффекты.
Хрустальное стекло: Хрустальное стекло с высокой прозрачностью и оптическим показателем преломления широко используется для изготовления посуды, украшений и украшений, придавая изделиям благородный вид.
Боросиликатное стекло: содержащие элементы бора и кремния, с низким коэффициентом теплового расширения, пригодные для применения в высокотемпературных средах, например, в тепловых батареях и атомной промышленности.
Стеклянный 3D-принтер использует в качестве сырья стеклянные стержни. Различные типы стеклянных стержней вставляются в 3D-принтер через отверстия в верхней части устройства, направляются к нагревательному элементу, а затем транспортируются к соплу. После обработки дробилкой выброшенное стекло поступает в перерабатывающее оборудование и после обработки превращается в стеклянные стержни. Это устройство способно растягивать расплавленное стекло в стержни диаметром от 3.5 до 6 миллиметров для использования в 3D-принтерах по стеклу. Благодаря этой технологии удалось добиться гибкого применения различных типов стекла, тем самым расширив широкий спектр применения 3D-печати на стекле.
Процесс 3D-печати стекла
3D-печать стекла — это сложный и точный процесс, включающий в себя следующие этапы:
Подготовка сырья: Различные виды стекла перерабатываются в стеклянные стержни. Это может включать в себя такие этапы, как плавление, формование и растяжение стекла, чтобы гарантировать, что стеклянный стержень имеет соответствующий диаметр и качество.
Система кормления: Стеклянный стержень входит в 3D-принтер через отверстие в верхней части устройства. На этом этапе необходимо обеспечить непрерывную подачу и стабильную подачу сырья, чтобы избежать перебоев в процессе печати.
Нагревательный элемент: Стеклянный стержень течет к нагревательному элементу, обычно к высокотемпературной печи или плавильной камере. Здесь стеклянный стержень нагревается до достаточно высокой температуры, чтобы сделать его податливым и легко поддающимся формованию.
Система насадок: Нагретое стекло подается в рабочую зону 3D-принтера через систему сопел. Конструкция системы сопел связана с точностью и скоростью печати, обычно требуя учета текучести материала и контроля температуры сопла.
Процесс печати: 3D-принтер укладывает стекло слой за слоем по заданной модели и траектории. Этот процесс требует высокоточных механических систем и передовых технологий управления. Стекло точно позиционируется и укладывается на каждый слой, образуя конечный компонент.
Охлаждение и отверждение: Напечатанные стеклянные детали должны постепенно затвердевать в процессе охлаждения. Контроль на этом этапе влияет на внутреннюю структуру и работоспособность деталей. Процесс охлаждения необходимо тщательно контролировать, чтобы избежать трещин и деформаций.
Постобработка: После печати стеклянные детали могут потребовать этапов постобработки, таких как удаление поддерживающих конструкций, отделка поверхностиили спекание для удовлетворения требований к дизайну и качеству.
Весь процесс 3D-печати на стекле требует высокотемпературной среды, современных датчиков и точных систем управления, чтобы гарантировать, что каждый этап может быть выполнен точно и эффективно.
Приложение для 3D-печати стекла
Области применения технологии 3D-печати на стекле постоянно расширяются, предлагая инновационные решения для различных отраслей промышленности. Вот несколько примеров применения технология 3D-печати стекла:
1.Архитектурный дизайн и отделка
3D-печать на стекле можно использовать для создания уникальных архитектурных элементов, таких как декоративные стены, произведения искусства и окна. Нестандартные художественные конструкции, скульптуры и архитектурные детали могут быть созданы с помощью 3D-печати на стекле, что придаст зданию уникальный вид и стиль.
2.Медицинское оборудование и лабораторное оборудование
3D-печать на стекле можно использовать для производства медицинских приборов и лабораторного оборудования, такого как микрореакторы, лабораторные контейнеры, индивидуальные медицинские датчики и оборудование для оптического контроля. Это обеспечивает более точные и персонализированные решения для медицинской и научной областей.
3. Упаковка электронного устройства
В производстве электроники 3D-печать на стекле можно использовать для создания индивидуальных корпусов электронных устройств. Это обеспечивает более высокую защиту и температурную стабильность, что подходит для электронных компонентов в некоторых особых условиях.
4.Прозрачные детали в автомобильном секторе.
Технология 3D-печати стеклом может быть использована для изготовления прозрачных деталей автомобилей, таких как окна и фары. Это обеспечивает более гибкие возможности дизайна, делая автомобиль более уникальным и индивидуальным.
5. Материал, армированный стекловолокном
С помощью технологии 3D-печати стеклом можно производить композитные материалы с армированием стекловолокном. Применение этого материала в сфере связи, например, в производстве высокопроизводительных волоконно-оптических разъемов и оптических устройств.
Заключение
Таким образом, технология 3D-печати на стекле все еще находится на ранней стадии своего развития, но демонстрирует огромный потенциал роста, особенно с точки зрения внедрения технологий. Мы ожидаем, что благодаря усилиям компаний по продаже коммерческого оборудования 3D-печать на стекле в будущем станет более эффективной и удобной для пользователя, а также будет расширяться и развиваться. Это предоставит больше возможностей для инноваций в различных областях, а при постоянном сокращении Стоимость 3D-печати, принесут новые возможности и вызовы в стекольную промышленность.
Готовы к своему проекту?
Попробуйте BOYI TECHNOLOGY прямо сейчас!
Загрузите свои 3D-модели или 2D-чертежи, чтобы получить индивидуальную поддержку
FAQ
3D-печать стеклом включает в себя инновационные методы, такие как использование стекловолоконных нитей в FDM, спекание стеклянного порошка с SLS и использование стеклянной смолы в методах SLA/DLP. Исследователи изучают способы непосредственной 3D-печати расплавленным стеклом, сталкиваясь с проблемами, связанными с его высокой температурой плавления и термическими напряжениями. Хотя 3D-печать на стекле не так распространена, как другие материалы, она демонстрирует многообещающие применения, предлагая потенциал для создания сложных и прозрачных структур посредством послойного изготовления. Продолжающиеся исследования продолжают устранять технические препятствия и расширять границы аддитивного производства на основе стекла.
Некоторые материалы на основе стекла можно использовать для 3D-печати, например, полимеры, армированные стекловолокном. Эти материалы можно печатать тем же методом, что и пластиковые материалы, но для печати все равно требуется специальное оборудование и материалы.
Статья написана инженерами из команды BOYI TECHNOLOGY. Фуцюань Чен — профессиональный инженер и технический эксперт с 20-летним опытом работы в сфере быстрого прототипирования, производства металлических и пластиковых деталей.
