スイスの科学者が開発した新技術により、ガラスの3D印刷プロセスが改善される可能性がある

3D プリントできるすべての材料の中で、ガラスは依然として最も難しい材料の 1 つです。しかし、スイス連邦工科大学チューリッヒ校 (ETH Zurich) の研究センターの科学者たちは、より優れた新しいガラス印刷技術を通じてこの状況を変えようと取り組んでいます。

現在、ガラスオブジェクトを印刷することが可能であり、最も一般的に使用される方法には、溶融ガラスを押し出すか、セラミック粉末を選択的に焼結（レーザー加熱）してガラスに変換することが含まれます。前者は高温を必要とするため、耐熱性のある設備が必要ですが、後者は特に複雑な物体を製造することができません。ETHの新技術は、これら2つの欠点を改善することを目的としています。

これには、液体プラスチックとシリコン含有分子に結合した有機分子、つまりセラミック分子で構成される感光性樹脂が含まれています。デジタル光処理と呼ばれる既存のプロセスを使用して、樹脂を紫外線のパターンにさらします。光が樹脂のどこに当たっても、プラスチックモノマーは架橋して固体ポリマーを形成します。ポリマーは迷路のような内部構造を持ち、その迷路の空間はセラミック分子で満たされています。

得られた三次元物体を 600°C の温度で焼成してポリマーを焼き切り、セラミックだけを残します。2回目の焼成では、焼成温度は約1000℃で、セラミックが緻密化して透明な多孔質ガラスになります。オブジェクトはガラスに変換されるときに大幅に収縮しますが、これは設計プロセスで考慮する必要がある要素です。

研究者らは、これまでに作成された物体は小さいものの、その形状は非常に複雑だと述べた。また、紫外線の強さを変えることで細孔径を調整したり、樹脂にホウ酸塩やリン酸塩を混ぜることでガラスの性質を変えることもできます。

スイスの大手ガラス製品販売会社はすでにこの技術の使用に関心を表明しているが、この技術はドイツのカールスルーエ工科大学で開発されている技術にある程度似ている。