3D 프린팅이 가능한 모든 재료 중에서 유리는 여전히 가장 까다로운 재료 중 하나입니다. 그러나 스위스 취리히 연방 기술 연구소(ETH Zurich) 연구 센터의 과학자들은 새롭고 향상된 유리 인쇄 기술을 통해 이러한 상황을 바꾸기 위해 노력하고 있습니다.
이제 유리 물체를 프린팅하는 것이 가능하며 가장 일반적으로 사용되는 방법에는 용융 유리를 압출하거나 세라믹 분말을 선택적으로 소결(레이저 가열)하여 유리로 변환하는 방법이 포함됩니다. 전자는 고온이므로 내열 장비가 필요한 반면, 후자는 특히 복잡한 물체를 생산할 수 없습니다. ETH의 신기술은 이 두 가지 단점을 개선하는 것을 목표로 합니다.
실리콘 함유 분자, 즉 세라믹 분자에 결합된 액체 플라스틱과 유기 분자로 구성된 감광성 수지를 함유하고 있습니다. 디지털 광 처리라는 기존 공정을 사용하면 수지가 자외선 패턴에 노출됩니다. 빛이 수지에 닿는 위치에 관계없이 플라스틱 단량체는 교차 결합하여 고체 중합체를 형성합니다. 폴리머는 미로와 같은 내부 구조를 가지고 있으며, 미로의 공간은 세라믹 분자로 채워져 있습니다.
그런 다음 생성된 3차원 물체를 600°C의 온도에서 소성하여 폴리머를 태워버리고 세라믹만 남깁니다. 2차 소성에서는 소성 온도가 약 1000°C이고 세라믹이 치밀화되어 투명한 다공성 유리로 됩니다. 물체가 유리로 변형되면 물체가 크게 수축하는데, 이는 디자인 과정에서 반드시 고려해야 하는 요소입니다.
연구진은 지금까지 만들어진 물체는 작지만 그 모양은 상당히 복잡하다고 말했다. 또한, 자외선의 세기를 변화시켜 기공 크기를 조절하거나, 수지에 붕산염이나 인산염을 혼합하여 유리의 다른 성질을 변화시킬 수도 있습니다.
스위스의 주요 유리제품 유통업체는 이미 이 기술 사용에 관심을 표명했는데, 이는 독일 칼스루에 공과대학에서 개발 중인 기술과 다소 유사합니다.
게시 시간: 2021년 12월 6일