麻省理工发现定制纳米复合材料，攻克低温3D打印难题

近期，麻省理工学院林肯实验室的研究人员提出了一种在低温条件下3D打印玻璃物体的方法。他们开发的定制纳米复合材料是能够降低工作温度的重要原因，该材料由嵌入硅酸钠溶液中的功能性纳米颗粒以及导电迭代中的银颗粒组成，可在比正常温度低得多的温度下印刷，得到的物体在矿物油浴中固化后显示出高水平的稳定性。未来，这项技术会逐渐走向市场。

与传统工艺不同，传统的玻璃3D打印和后处理需要将材料暴露在1000摄氏度甚至更高的温度下，新方法中科学家将在每一个打印层中进行高密度填充，材料可以在250摄氏度条件下固化。由于玻璃原料容易获取，并且该技术的生产工艺比较简单，科学家认为这种技术可以“促进玻璃制品的批量生产”，具有独特的优势。“我们已经展示了一个模块化系统，可以调整以打印嵌入功能纳米材料（电介质，金属和光学）的各种无机玻璃”科学家们在他们的论文中解释说。“我们设想这种多功能材料平台与多材料增材制造相结合时，将能够制造各种强大的微系统。”

玻璃3D打印的散热问题如何解决？

尽管玻璃3D打印仍处于相对早期的发展阶段，但该技术*潜力，它可以加工出几何形状更加复杂的玻璃制品。例如，研究人员可利用综合材料技术，更容易地制造出更高机械强度的光学透镜和具有分级折射率微流体装置的部件。鉴于现在3D打印可以实现亚毫米级的精度，该技术也显示出在生产玻璃产品时其增强设备功能的巨大潜力。

话虽如此，但其中的一些步骤，如通过立体光刻、双光子光刻或DIW喷涂 （DIW） 等方法生产部件时，无论是沉积还是脱脂的过程中都会到达一定的高温。经过这些步骤往往会产生稳定的玻璃结构，但也需要使用专门的耐火齿轮，并且它们可能与热敏材料不相容，限制了用户对原料的选择。

将玻璃3D打印付诸实践

玻璃3D打印可能尚未商业化，但该技术继续寻找新的应用，其中许多都集中在光子学上。作为在这个新兴领域工作的*初创企业之一，Glassomer公司拿出了自己的3D打印二氧化硅纳米复合材料，此后在室温条件下即可利用3D打印技术制造出成头发丝般厚度的玻璃部件。

同样，来自于弗莱堡大学的科学家此前曾使用Nanoscribe进行双光子聚合3D打印玻璃二氧化硅微结构。同时，通过使用一种固体纳米复合材料，合作团队发现他们能够创建表面粗糙度仅为6纳米的复杂物体，明显低于在许多其他玻璃物体中可见的40-200纳米水平。

另一家在该领域*的研究公司是 获得2021年法兰克福国际精密成型及3D打印制造展览会创业挑战赛冠军的星云公司。在去年接受3D打印行业采访时，该公司首席执行官兼联合创始人刘春新透露，其目标是在一年内将应用此种技术的玻璃3D打印机和其相适配的原材料一起推向市场。

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