麻省理工學(xué)院的研究人員討論了玻璃3D打印機(jī)的演變

麻省理工學(xué)院的研究人員是很早使用3D打印玻璃的人之一，幾年前創(chuàng)造了G3DP機(jī)器以創(chuàng)造復(fù)雜的玻璃結(jié)構(gòu)。去年，他們通過G3DP2擴(kuò)大了項(xiàng)目規(guī)模，G3DP2是一個(gè)平臺(tái)，使他們能夠在建筑規(guī)模上進(jìn)行3D打印。現(xiàn)在，這些研究人員在一篇題為“透明玻璃結(jié)構(gòu)的增材制造”的論文中記錄了他們對(duì)G3DP2的研究。

研究人員在開發(fā)G3DP2時(shí)有兩個(gè)主要目標(biāo)：

一是通過擴(kuò)展先前在麻省理工學(xué)院進(jìn)行的研究，開發(fā)工業(yè)規(guī)模的熔融玻璃原料3D打印機(jī)，提高材料特性和可生產(chǎn)的產(chǎn)品范圍。二是開發(fā)建筑規(guī)模的3D打印玻璃結(jié)構(gòu)，以評(píng)估新系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際功能。

他們解釋說，新平臺(tái)設(shè)計(jì)為兩部分垂直組件：上部固定式熱模塊，帶有數(shù)字集成的三區(qū)加熱控制系統(tǒng)，用于調(diào)節(jié)玻璃流量;下部運(yùn)動(dòng)模塊，帶有四軸數(shù)控系統(tǒng)，移動(dòng)印刷床。

 “在這種結(jié)構(gòu)中，施加在加熱系統(tǒng)上的熱能與運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械負(fù)載分離，”研究人員表示。“通過仔細(xì)考慮材料特性和支持每個(gè)獨(dú)立模塊的組成部件的詳細(xì)分析，這可以提高兩個(gè)系統(tǒng)的耐用性。然而，關(guān)鍵的焦點(diǎn)集中在打印頭本身，位于模塊之間的接口處，并且要求材料選擇具有很高的熱性能和機(jī)械性能。”

研究人員描述了他們所做的升級(jí)，將G3DP轉(zhuǎn)變?yōu)?SPAN lang=EN-US>G3DP2，G3DP2是世界上很快的3D打印機(jī)之一，與材料無關(guān)。他們的目標(biāo)是提高速度和規(guī)模，提高可靠性和可重復(fù)性，并且他們實(shí)現(xiàn)了這四個(gè)目標(biāo)。進(jìn)行了幾項(xiàng)測(cè)試，首先使用筆來評(píng)估運(yùn)動(dòng)，然后繼續(xù)進(jìn)行實(shí)際的3D打印。研究人員討論了如何理解和控制3D打印玻璃的行為，以及平臺(tái)的規(guī)格，工程和控制。

一旦G3DP2完成，研究人員將其用于3D打印三米高的玻璃柱，用于2017年米蘭設(shè)計(jì)周的雷克薩斯“尚”展覽。這些柱子由15個(gè)獨(dú)特的3D打印玻璃組件組成，這些組件垂直組裝成“薄硅膠”薄膜細(xì)木工和鋼后張緊系統(tǒng)，以確保垂直穩(wěn)定。“每列包含一個(gè)移動(dòng)LED燈模塊設(shè)置在一個(gè)線性運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，移動(dòng)光線的交叉和玻璃結(jié)構(gòu)的形態(tài)創(chuàng)造一個(gè)美麗的燈光顯示為以及麻省理工學(xué)院3D玻璃打印機(jī)的功能演示。

 “未來，將這種AM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與玻璃的眾多獨(dú)特材料特性（如透明度，強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性）相結(jié)合，我們可能會(huì)開始看到多功能構(gòu)建模塊的新原型，”研究人員總結(jié)道。“透明和空心截面的玻璃管同時(shí)充當(dāng)加熱，通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)，在建筑規(guī)模上同時(shí)作為結(jié)構(gòu)和脈管系統(tǒng)進(jìn)行，合成和生物介質(zhì)通過其循環(huán)并對(duì)入射的陽光作出反應(yīng)。周圍的溫度，被動(dòng)地調(diào)節(jié)建筑物，同時(shí)照亮內(nèi)部空間，好像它們是一個(gè)動(dòng)態(tài)的彩色玻璃-體現(xiàn)了建筑中玻璃概念的基本轉(zhuǎn)變，從人類為中心到人類、非人類之間的和諧共生。

來源：中國玻璃網(wǎng)