@ 2015.08.24 , 19:00
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源于四千年前美索不达米亚的玻璃3D打印技术

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玻璃制造始于4,500年前的美索不达米亚,该行当最初的产品是模铸手雕的珠子、吊坠等小饰品,但工匠们很快研究出怎样制造出水壶、瓶子和饮酒器皿等更实用的器物,他们把熔化的玻璃条卷绕在适当形状的沙子或者粘土核心上,玻璃冷却后再震动或刮掉模子。

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从这些早期岁月至今,发明了很多别的玻璃成形方法,从用管子往一坨热玻璃糊中间用力吹气做成空心容器,到让液态玻璃浮在熔化的锡床上来生产平整的窗玻璃板。但古代智慧经常至今还有价值,麻省理工大学的研究小组Mediated Matter再次审视了缠绕玻璃条的方法,觉得靠谱并将之现代化。他们主要的更新是去掉核心模具,转向3D打印(或正式名称为增材制造)的领域,结果是罕见美观、同时也可以是非常实用的物体。

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团队领导Neri Oxman和Peter Houk从业余爱好者们最熟悉的3D打印形式熔融沉积造型(FDM)出发,把半熔化的细丝(在桌面应用中通常是热塑塑料)通过一个可移动的喷头以计算机控制的模式挤压出来,建造出软件编程中创建的任何物体。使用玻璃而不是塑料需要更高的温度,但原理是一样的。

研究者们的第一次尝试中,细丝靠重力从一个加热到1,000 °C的坩埚底部的洞里拉出,因为细丝直径不规则而失败了。另外过快冷却到室温导致相邻线圈间结合不强,也在凝固时导致细丝内部的应力,这意味着成品往往很易碎。

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为了克服这个问题,团队增加了一个加热的陶瓷喷头来成形和控制流过洞口的玻璃,还添加了一个加热到500°C的退火室,让打印中的物体在里面堆积。它作为玻璃从坩埚到室温旅途的中转站,减少了冷却不均匀的风险。目前玻璃流的开关靠用丙烷焰加热和用压缩空气冷却喷头来手工控制,未来版本中该过程可能自动化,还可以装设活塞推动细丝来控制挤出速度。

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在他们打印过的样品中,打印出的每层玻璃厚约4.5mm,宽度平均7.95mm,另外打印制品精度高得惊人:

“玻璃层沉积显示了极高的精度:测量部位细丝中心偏离距离为0.18mm±0.13mm(或者说约为总壁厚的2.25%)。观察到的最大偏差为0.42mm,因此保守估计,使用该方式制造玻璃打印制品的公差可达0.5mm。”

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Oxman博士和Houk博士已经使用他们的设备打印了一系列物体,包括光学棱镜和装饰花瓶。他们认为它也能吐出用于生物实验的专用照明灯具和特种玻璃器皿。对于该用途的一个有用特性是不像吹制玻璃容器内表面必定是光滑的,打印容器的内外表面上都能具备复杂的形状,这可以用来控制该种容器内部的液体流动。如果该过程能够工业化,那么,不论需求是超奢华装饰风,还是惊人的实用主义,3D打印看来都是一个制造定制玻璃设备的机智方法。

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本文译自 Economist,由译者 王丢兜 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 21+1

  1. 蛤蛤
    @2 years ago
    2909731

    三胖可以打印克

  2. 藻哲
    @2 years ago
    2909734

    只能做圆柱体?

  3. 藻哲
    @2 years ago
    2909735

    这种飞机杯很难洗的

    [25] XX [5] 回复 [0]
  4. 小兀
    @2 years ago
    2909740

    有些陶罐也是这么一层一层堆出来的吧,这么说3D打印的历史是不是更久一些啊~~

    [45] XX [2] 回复 [0]
  5. 粉骨碎龙
    @2 years ago
    2909742

    就是从喷塑料变成喷玻璃了咯。。

  6. Emblac
    @2 years ago
    2909744

    美索不达米亚人从大便形状中汲取灵感

    [31] XX [2] 回复 [0]
  7. 没吃早饭
    @2 years ago
    2909745

    不买还是人

  8. 囧子
    @2 years ago
    2909747

    这个做玻璃的视频看的我爽到窒息

  9. 2909754

    h(^_−)☆

  10. 美食家18
    @2 years ago
    2909761

    这是漂亮的艺术品,虽然材料价值低,但是艺术美感和对光线折射的变化还是有的,适合高逼格夜店装潢使用。最近刚去朵云轩看了青瓷展,一个小瓶子要价460万还是现代的作家作品,后悔没去学工艺美术。。

  11. 2909767

    说穿了就是没有点开吹制的技能树。

  12. 2909821

    这要多难刷?

  13. 不要翘
    @2 years ago
    2909830

    不好看,应该不会买(๑و•̀ω•́)و

  14. Joiningss
    @2 years ago
    2909869

    這都誰的ID啊

  15. Joiningss
    @2 years ago
    2909879

    诶?这个ID是谁的?

  16. nanerhebu
    @2 years ago
    2909896

    米索不达米亚……
    那不就在金闪闪的王之宝库里能找到原型?

  17. 游客
    @2 years ago
    2909983

    @小兀: 泥条盘筑法

  18. 2910410

    打光之后的光晕蛮好看啊

  19. 2910999

    还有一种是在柳条框里面直接糊泥巴,晒干了丢火堆里烧成罐罐,这个算失蜡法么。

  20. (▼へ▼メ)
    @2 years ago
    2912495

    这算是标题党吗

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