University lab demonstrates 3-D printing in glass
http://www.physorg.com/news173022660.html
September 24th, 2009
一個在華盛頓大學的 Solheim 快速製造實驗室研究的工程師與藝術家團隊，已開發出一種利用傳統 3D 印表機創造玻璃物體的方法。這種技術使某種新材料能用在這樣的裝置中。
該團隊的方法，那被命名為 Vitraglyphic process（玻璃浮雕製程？），是 Solheim 實驗室今年春天成功以陶土列印的後續研究。
"那變得很明顯，如果我們能使某材料變成約 20 微米的粉末形態，我們就能印出幾乎是任何東西，" Mark Ganter 說，UW 機械工程教授同時也是 Solheim Lab 的共同主任。
三維印表機被當成一種便宜、迅速建立原型部件的方法來用。在一套典型的、基於粉末的 3D 列印系統中，細微的一層粉末被撒在一平台上，而軟體指揮噴墨印表機，只將膠著（binder）溶液沈積在需要之處。膠著劑與粉末起反應使粒子結合在一起，並創造出一 3D 物體。
然而，玻璃粉末無法輕易的吸收液體，所以用於陶土列印的方法得要澈底改變。
"當我們使用玻璃粉末時，利用我們正常程序來列印物體，會產生凝膠般的部件，" 機械工程畢業生 Grant Marchelli 表示，他領導這項實驗。"為了我們的方法，我們得重新配製粉末與膠著劑。"
藉由調整粉末與液體的比例，該團隊發現一種方法，從粉末化的玻璃（購自華盛頓 Woodinville 的 Spectrum Glass）建造出固態部件。他們成功的使配方結合在一起，並在加熱到所需溫度後融合。
玻璃是一種能夠透明或不透明的物質，不過它被視為一種無機材料（不含碳的），那在分子還沒形成有序的結晶狀結構時，從融化狀態凝固。玻璃分子仍在一種混亂的狀態中，所以玻璃在技術上是種超級冷卻的液體而非真正的固體。
在一個新技術再發現且建立在過去的實例中，Ganter 指出，3D 列印的玻璃與琉璃脫臘鑄造法（pate de verre，這是一種用來製造玻璃器皿的技術）具有非凡的相似性。在琉璃脫臘鑄造法中，玻璃粉末與某種結合材料相混，例如蛋白或琺琅（enamel），接著置於模型中並燒結。這種技術始於早期 埃及時代。有了 3D 列印，這種技術呈現出現代花樣。
一如其陶土 3D 印製處方，Solheim 實驗室也為了一般用途公開其玻璃印製的方法。
"透過發表這些處方而沒有任何專利主張，我們希望能更進一步鼓勵藝術與設計社群中的實驗與創新，" Duane Storti 表示，UW 的機械工程副教授，同時也是 Solheim Lab 的共同主任。
藝術家 Meghan Trainor，一位在 Solheim Lab 工作的 UW Center for Digital Arts and Experimental Media 畢業生，是第一個利用這種新方法來製造測試模型以外物體的人。
"自數位模型創作窯燒玻璃物體賦予我一種立即材料永恆性（immediate material permanence）的想法，那在我的數位藝術形態探索中是種關鍵因子，" Trainor 說。"在如此短暫的時間內，從構想到設計再到印出來的部件，創造出一種迷人的、反覆的過程，在此，來自部件的玻璃物體屬於一種觸覺回饋循環。"
Ronald Rael，UCB 的建築助教授，已經與 Solheim Lab 合作，要設置他自己的 3D 印表機。Rael 正在做一種新的陶瓷磚塊，可為蒸發冷卻系統所用。
"挑戰建築學中關於玻璃應用的想法，以玻璃進行 3D 列印擁有巨大潛力，" Rael 說。"在此之前，玻璃並沒有快速製作原型的好方法，所以測試設計是一種昂貴、耗時的過程。" Rael 補充 3D 列印讓一個人能插入不同形狀的玻璃來改變此材料在設計所需特定位置的表現。
這種新方法也將創造一種方式，使用過的玻璃有新功能，Ganter 說。他將回收的玻璃視為一種低成本材料，以幫助廣大的藝術與設計社群，能在預算內使用 3D 列印。
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