Nová metoda 3D tisku skla využívá k tisku speciální pryskyřici, která obsahuje organické molekuly s navázanými keramickými částicemi. 3D vytištěný objekt následně projde teplotou kolem 600 °C a pak teplotou kolem 1 000 °C, aby z něj nakonec vzniklo čiré a tvrdé sklo.
3D tiskárny v dnešní době tisknou rozmanitými materiály. Některé materiály jsou ale pro ně stále dost velkým soustem. Mezi ty nejnáročnější náleží 3D tisk se sklem. Doposud se 3D tiskem skla zabývalo jen několik výzkumných týmů. Některé z nich tisknou objekty z roztaveného skla. To ale vyžaduje velmi vysoké teploty a tím pádem i zařízení, které takovým teplotám odolá.
Další výzkumné týmy zase využívají 3D tisk keramickým práškem, který probíhá za pokojové teploty. Takto vytištěný výrobek pak projde vysokou teplotou, aby se z něj stalo sklo. Tímto postupem ale zase není možné tisknout složitější objekty.
Badatelé švýcarského ETH Zurich vyvinuli novou technologii, která dokáže pomocí 3D tisku s keramickými částicemi vytvořit složité skleněné objekty. Tento postup je založený na stereolitografii, což je jedna z původních metod 3D tisku. André Studart a jeho spolupracovníci vytvořili speciální pryskyřici, která obsahuje organické molekuly s navázanými prekurzory skla v podobě keramických částic.
Zmíněná pryskyřice je při tomto 3D tisku zpracovaná komerčně dostupnou technologií Digital Light Processing. Ta zahrnuje ozáření pryskyřice UV zářením, které na pryskyřici přenese podobu tisknutého objektu. Když se UV světlo setká s pryskyřicí, tak dojde k jejímu ztvrdnutí. Původní monomery obsažené v pryskyřici se spojí do podoby polymeru. Keramické částice vyplní volné prostory mezi řetězci vzniklého polymeru. Tímto způsobem tiskne 3D tiskárna objekt vrstvu po vrstvě.
Badatelé během výzkumu náhodou přišli na to, že mohou měnit různé parametry vytištěného materiálu, včetně velikostí pórů, tím, že mění intenzitu UV záření. Slabší UV záření vede ke vzniku větších pórů v materiálu a naopak. Také dokázali měnit mikrostrukturu vytištěného materiálu tím, že do pryskyřice pro 3D tiskárnu přimíchali borát či fosfát. Díky tomuto postupu mohou vznikat objekty, které budou tvořené různými typy skla.
3D vytištěný objekt nakonec projde dvěma různými vysokými teplotami. Nejprve za teploty 600 °C vyhoří polymerová matrice, a pak následuje teplota kolem 1000 °C, ve které vznikne z neprůhledné keramické struktury krásně čiré a tvrdé sklo. Vědci zdůrazňují, že tímto postupem je možné tisknout jen malé objekty ze skla. Pro 3D tisk skleněných lahví, sklenic nebo třeba okenních tabulí bude nutné vyvinout nějaký jiný postup.
Zdroj: ETH Zurich