چاپ سه بعدی اجزای کوچک و پیچیده از جنس شیشه و پلاستیک محقق شد

چاپ سه بعدی اجزای کوچک و پیچیده از جنس شیشه و پلاستیک محقق شد

آزینیک: پژوهشگران پروسه چاپ سه بعدی جدیدی ارائه کردند که با بهره گیری از آن می توان اجزای کوچک و پیچیده از جنس شیشه را تنها در چند دقیقه تولید کرد.


به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا، شیشه به سبب شفافیت فوق العاده و همین طور پایداری آن در تماس با گرما یا مواد شیمیایی، برای خیلی از کاربردها با فناوری بالا قابل استفاده می باشد، با این وجود، فرآیندهای مرسوم برای شکل دادن به شیشه اغلب خسته کننده و انرژی بر هستند و به سرعت به محدودیت های خود برای اجزای کوچک و پیچیده می رسند.
پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا و دانشگاه فرایبورگ با همکاری شرکت گلاسمر (Glassomer GmbH) موفق به ابداع این پروسه جدید شده اند.
فردریک کوتز-هلمر و پروفسور باستیان ای راپ، با همکاری محققانی از دانشگاه کالیفرنیا در برکلی، پروسه جدیدی ابداع نموده اند که می تواند برای تولید اجزای بسیار کوچک از جنس شیشه شفاف استفاده شود، این کار سریع و دقیق با بهره گیری از چاپ سه بعدی میکرومقیاس انجام می شود.
کاربردهای احتمالی این فناوری در تولید اجزایی برای حسگرها و میکروسکوپ ها و همین طور برای سیستم های آزمایشگاه روی تراشه است، نتایج این پروژه در قالب مقاله ای در مجله Science به چاپ رسیده است.
این تکنولوژی جدید برمبنای مواد موسوم به گلاسومر (Glassomer) تولید می شوند که فردریک کوتز-هلمر و پروفسور باستیان ای راپ در دپارتمان مهندسی میکروسیستم (IMTEK) در دانشگاه فرایبورگ توسعه دادند. کوتز هلمر اظهار داشت: مواد گلاسومر از پودر شیشه در یک چسب پلاستیکی ویژه تشکیل شده اند که امکان پردازش شیشه را مانند پلاستیک فراهم می آورد.
وی افزود: سپس اجزای حاصل در یک کوره قرار می گیرند که موجب سوختن پلاستیک و زینتر شدن شیشه یعنی متراکم شدن آن می شود. در پایان، اجزای سازنده شامل ۱۰۰ درصد شیشه های سیلیکا ذوب شده بسیار شفاف هستند.
دانشمندان فرایبورگ حالا مواد گلاسومر را با پروسه چاپ سه بعدی جدید که ازطریق یک تیم تحقیقاتی به رهبری پروفسور دکتر هیدن تیلور از دانشگاه کالیفرنیا، برکلی توسعه یافته است، ترکیب کرده اند.
چاپگرهای سه بعدی معمولی محصول خودرا لایه به لایه چاپ می کنند؛ با این وجود، در پروسه جدید که لیتوگرافی محوری محاسباتی (CAL) نام دارد، اجزاء در یک مرحله ایجاد می شود. ظرفی حاوی مواد مایع و حساس به نور در معرض تصاویر نوری دو بعدی از جسم قرار می گیرد تا از زوایای مختلف چاپ شود. در جایی که تصاویر با هم هم پوشانی دارند و مقدار نور جذب شده بطور محلی از آستانه خاصی فراتر می رود، ماده بطور ناگهانی سخت می شود و در مدت چند دقیقه محصول تشکیل می شود.
کوتز هلمر اضافه کرد: در اصل، این پروسه با مواد گلاسومر نیز کار می کند. برای این منظور، دانشمندان فرایبورگ ماده ای تولید شده از پودر شیشه و پلاستیک ساخته اند که هم بسیار شفاف است و هم به سرعت در یک مقدار آستانه مناسب سخت می شود.
پیش از این، پروسه CAL فقط برای ساختارهای نسبتاً درشت مناسب بود. با ترکیب تخصص علم مواد در دانشگاه فرایبورگ و تجربه شریک صنعتی این پروژه یعنی شرکت گلاسمر که از دانشگاه فرایبورگ منشعب شده و همین طور توسعه بیشتر این فناوری در دانشگاه کالیفرنیا، حالا امکان ترکیب و بهبود این موارد وجود دارد.
کوتز هلمر گفت: برای نخستین بار، توانستیم شیشه ای با ساختارهایی در محدوده ۵۰ میکرومتر را تنها در چند دقیقه چاپ نماییم که تقریباً با ضخامت یک مو مطابقت دارد. علاوه بر این، سطوح قطعات نسبت به فرآیندهای چاپ سه بعدی معمولی صاف تر است.
وی کاربردهای احتمالی را برای پروسه تولید نوآورانه می بیند، بعنوان مثال، در اجزای میکرواپتیکی حسگرها، هدست های واقعیت مجازی و میکروسکوپ های مدرن امکان استفاده از این فنآوری وجود دارد. به لطف فناوری پروسه جدید، سیستم های کانال پیچیده را می توان در شیشه تولید کرد. به لطف پایداری حرارتی و شیمیایی شیشه، خیلی از زمینه های کاربردی جدید خصوصاً در حوزه شیمی درحال باز شدن است.


منبع:

1401/02/06
23:27:34
0.0 / 5
161
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۴ بعلاوه ۳
آزینیک