Wetenschappers 3d-printen transparant glas

Het is een onderzoeksteam van het Massachusetts Institute of Technology gelukt om optisch transparant glas te printen met een 3d-printer. Het lukte het team om de problemen rond hoge temperaturen en sterkte van het glas op te lossen.

Het systeem om glas te printen, wordt beschreven in een paper in het vaktijdschrift Journal of 3D Printing and Additive Manufacturing en werd ontwikkeld door wetenschappers van MIT en enkele andere universiteiten. Het systeem maakt gebruik van hoge temperaturen om het glas te smelten, weet voldoende optische helderheid te creëren en produceert glas dat voldoende sterk is.

Glas printen is niet nieuw, maar wordt over het algemeen met behulp van sinteren uitgevoerd. Bij sinteren worden minuscule glasbolletjes aan elkaar gesmolten, maar dat zorgt wel voor een poreus en zwak materiaal. Ook zijn de optische kwaliteiten van een gesinterd stuk glas slecht. De geprinte producten van de MIT-ers zijn wel volledig transparant voor licht en stevig. De nu gepresenteerde versie van de printer wordt gevoed met gesmolten glas in een vultrechter nadat het uit een smeltoven is gekomen. Als het stuk af is moet het van het bewegende platform waarop het product gevormd werd, losgesneden worden.

De vultrechter en de tuit waar het gesmolten glas uitkomt, worden beide op een temperatuur van rond de 1100 graden Celsius gehouden. Aan het eind van het proces moet het product los geknipt worden, net als bij gewoon glasblazen. Het glas komt uit de tuit onder invloed van de zwaartekracht en ziet eruit als vloeibare honing als het uit de tuit loopt. Het geheel wordt op een platform geprint om af te koelen. Het platform zelf is overigens ook niet koud: 480 °C. Het op temperatuur houden van het glas dat op het platform terechtkomt, is nodig om het geheel heet genoeg te houden om de verschillende lagen glas goed genoeg aan elkaar te laten hechten.

Met het apparaat is het mogelijk om verschillende glasdiktes te printen. Ook is het, net als met 'gewoon' 3d-printen, mogelijk om complexe binnenstructuren te maken, iets wat met normaal glasblazen niet kan. In de nabije toekomst zal geëxperimenteerd worden met het onder druk naar buiten stuwen van het glas, waardoor de stroom vloeibaar glas beter te controleren zal zijn. Er is al getest met verschillende kleuren glas, maar ook dat moet in de toekomst verder worden verfijnd.

Reacties (55)

[Perkouw]

Zelf was ik erg benieuwd naar de complexe structuren. Deze zijn in de paper te vinden, maar voor de mensen die niet van scrollen houden KLIK.

Erg mooi om te zien, ik ben benieuwd wat voor creaties hier mee zijn te maken al dan niet in combinatie met leuke licht trucjes.

[Reactie gewijzigd door Perkouw op 23 juli 2024 08:01]

[letatcest]

Dank voor de link. Er stond expliciet bij dat bovenstaande foto's de productfoto's zijn die zonder meer te gebruiken zijn, maar ze geven inderdaad niet heel goed de complexiteit weer.

[Verwijderd]

Nog een filmpje erbij?

[letatcest]

Tnx, die heb ik even embedded toegevoegd.

[Ayporos]

gadverdamme die kerel in dat filmpje is echt nauwelijks te volgen... dat accent! Jezus en ik vond dat wij nederlanders al een irritant engels accent hadden.

[Verwijderd]

Ik kan iedereen aanraden om het artikel even door te scrollen naar beneden. heel interessante plaatjes met beschrijving!

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 08:01]

[Verwijderd]

Daar hoort een filmpje bij

[Verwijderd]

Betere kwaliteit: filmpje

[PuzzleSolver]

Thanks, die andere schokt als een tierelier.

We zijn dus nu van aan elkaar gesmolten bolletejes naar aan elkaar gesmolten sliert gegaan. Als we nu de vorm van het mondstuk kunnen varieren kunnen we glazen gaan printen die helemaal transparant zijn.

[Reactie gewijzigd door PuzzleSolver op 23 juli 2024 08:01]

[Teijgetje]

Dit is helemaal transparant, je bedoelt waarschijnlijk met een glad oppervlak.

Dat gaat hem niet worden.........door de sliert.
Dat gaat alleen met blazen,roteren of persen van één glasklomp.
Het meeste glas wordt gewoon machinaal uitgepoept, daar kan geen printer tegenop.

In China heb je daar veel kleine bedrijfjes voor, bv Ikea laat daar hun glazen
maken/persen. Of AH hun kristallen glaswerk wat wel handwerk is en blijft.
Maar ook hier in Nederland blijft een mooi glas vaak gewoon handwerk.

[Verwijderd]

Kan je geen waardering geven maar jouw filmpje is inderdaad een stuk beter!

[Tiny]

Begrijp ik het goed dat het alleen mogelijk is om 'ribbel'-glas te printen?
Een vlakke glasplaat lijkt mij namelijk niet kunnen op deze manier.

[Decipher666]

Lijkt me ook niet nodig? Als het glas al vloeibaar is dan kun je het in een mal persen en dan is het toch vlak of zie ik dat verkeerd?
En zoals verbeemen zegt het beroep glasblazen sterft hiermee inderdaad langzaamaan uit. Maar dit is me zoveel beroepen die door de automatisering heen zullen verdwijnen. De hele maakindustrie is daaraan onderhevig door de 3d printer.

[fsfikke]

De toegevoegde waarde van 3D-printen gaat nogal verloren als je de 3D-printer alleen gebruikt als bron voor gesmolten glas wat je daarna in een mal perst

[mengskii]

Zie de plaatjes; het glas is glad. De oude techniek maakte gebruik van bolletjes die aan elkaar smolten, zoals in de tekst staat.

[Verwijderd]

Ja maar hij bedoelt zoals een raam: strak en vierkant bijvoorbeeld.

[seba]

Waarschijnlijk (nog) niet, maar het voordeel is dan weer dat deze sowieso al gemakkelijk te maken zijn. Hier zou een 3d printer weinig voordeel bieden.

[Cergorach]

Waar hij op doelt is dat je altijd afhankelijk bent van de 'tandpastatube sculptuur' die je hier in de video ziet, dit is leuk voor objecten die je er zo uit wil laten zien, maar niet handig voor al die objecten waar je dat niet wil.

[SinergyX]

Ik neem aan als je kan werken met een mal, dat dit wel mogelijk moet zijn. Maar zie het nu als slagroom op een taart spuiten, dat krijg je niet vlak.

En een 'glasplaat' 3D printen is beetje overkill, een kubus zou eerder een mogelijkheid zijn. Maar zelfs dan nog is het simpel aan elkaar plakken van 6 vlakken denk ik een stuk sneller/makkelijker dan dit door een printer te laten doen.

Al vraag ik me af, kan je dit nog wel als printen neerzetten? Je smelt glas, via trechter komt het op een plaat, machine beweegt rondjes.. Zijn banketbakkers dan ook aan het 'printen' als ze een taart decoreren met zo'n spuitzak?

[Verwijderd]

Handmatig printen noemen we tekenen of schrijven. Je zou best kunnen zeggen dat banketbakkers dat aan het doen zijn op een taart.

Daarnaast gaat het hier specifiek over 3d printen. Dat zie ik banketbakkers nog niet echt doen.

[bbob]

Vlak zal idd niet kunnen zoals het er uit ziet. Deze ribbels zie je ook bij andere materialen zoals beton printen. Het heeft ook met de resolutie te maken van de printkop. Glas zal gezien het stroperige van glas door een grotere diameter gedrukt moeten worden.

Natuurlijk is dit leuk en zijn er vele toepassingen voor 3d printen. Glas lijkt me daar op dit moment niet echt een goed voorbeeld van.

[MSalters]

Volgens het paper krijgen ze oppervlakken glad met een maximum afwijking van 0.42 millimeter. Dat is voelbaar en zichtbaar.

[Gunther.S]

Wij werken met stereolithografie, de 3D print methode met de hoogste resolutie. Wij kunnen details accuraat printen tot op 0.10 - 0.20mm en ik heb al machines gezien (niet commercieel viable) die tot op 0.05 gaan.
Maar zelfs dan is het resulterende stuk niet compleet transparant; om dat te bekomen moet je het stuk opschuren en lakken (zie cosmetic transparant op deze link: https://i.materialise.com...ent-resin/colors-finishes).

Met glas is het misschien mogelijk om vlam-polijsten toe te passen als je de neergelegde structuur dun genoeg krijgt en zodoende kleinere ribbels hebt.

[Verbeemen]

En toen stierf het beroep van een glasblazer uit

[MSalters]

Daar zou je je best eens in kunnen vergissen. Voor laboratoriumwerk wil je behoorlijk stevig glas hebben; je hebt nog wel eens giftige stoffen in je glaswerk zitten. Ook wil je dan weten dat het lekvrij is. Van geblazen glas weten we behoorlijk goed hoe je dat bereikt; van dit proces weten we nog niet eens of die kwaliteit haalbaar is.

Dat gezegd hebbende, er zijn genoeg interne onderdelen die je best op deze manieer kunt maken.

[SnoeiKoei]

Laboratoriumglas wordt over het algemeen echt niet meer geblazen door een glasblazer hoor.

[Mopperman]

google eens en sta eens verwonderd hoeveel - ambachtelijke - bedrijfjes er nog zijn die zich hier juist op richten.

[MSalters]

Het bulkwerk niet, nee. Reageerbuizen komen uit de fabriek. Specialistische instrumenten zijn de uitzondering. Het is simpelweg te ingewikkeld om een machine te maken voor one-offs.

[Barsonax]

Fout het is financieel niet rendabel voor enkelstuksproductie. Het is echter prima mogelijk.

[bonus]

Reageerbuizen worden getrokken, maar het echte distileerwerk of liebig koelers dat is nog steeds handwerk. En ook nog steeds erg duur.

[Verwijderd]

Glasblazers kunnen behoorlijk veel vormen glas maken wat meer op beeldhouwen met stroperig glas lijkt dan blazen. Denk dat zo'n printer dat nooit zal kunnen.

[WillySis]

Glasblazers kunnen ook nog eens heel creatief met verschillende kleuren glas omgaan. Daarnaast kunnen ze van een schets af een echt product maken.

Er zijn nog maar weinig glasblazers in Europa. De 3d-glasprinter zal hun beroep niet raken. Het glas voorbewerken moeten ze (nu nog) blijven doen. Het is meer een leuke aanvulling.

[sebastienbo]

En toen kwam er weer een heel nieuw beroep uit de grond dat waarschijnlijk vol aftakkingen zal krijgen :-)

Het is niet zo maar verlies van JOBS, het word gewoon anders gedaan, waardoor je andere expertises nodig zal hebben en dat er ook een nieuw scala aan job specialiteiten zal ontwikkelen die nu nog niet bestaan.

[Reactie gewijzigd door sebastienbo op 23 juli 2024 08:01]

[jip_86]

Ook is het, net als met 'gewoon' 3d-printen mogelijk om complexe binnenstructuren te maken, iets wat met normaal glasblazen niet kan.

Je kan bovenstaande ook als een uitdaging zien natuurlijk

[FlyEragon]

Hij hoeft niet uit te sterven, zijn werk wordt misschien leuker zelfs. Er is nog genoeg handwerk na het printen. Afwerken, polijsten, ontwerpen maken, het beroep wordt dus gemoderniseerd. Ervaring met glas is nog steeds nodig. Gezien de temperaturen blijft het 'pro', smeltoven heeft ook niet iedereen thuis zo liggen. Kleur variaties en vorm variaties brengen geheel nieuwe mogelijkheden mee.

[darknessblade]

de klassieke glasblazers kwaliteit is alsnog hoger dan die 3dprinter

[Mushuke]

Ik denk niet dat dit voor miljoenen werklozen zal zorgen hoor...

on topic: met complexe binnenstructuren kan je natuurlijk leuke kunstwerken maken in glas (zoals parfumflesjes, "art déco" glazen,...) maar de praktische oplossingen zie ik niet direct...

[bbob]

Een glasblazer heeft 1 voordeel, heel snel een uniek product maken waarbij ieder product op zich nog een keer uniek is. Uitsterven zie ik het nog niet zo snel, zeker niet als je kijkt naar het resultaat van deze 3d printer. Leuk voor een vaas op tafel maar dat is naar een heel klein deel van de markt.

[Dannydekr]

De specifieke glaskunstsector en de glasblazer kunnen niet zonder elkaar. De specifieke doelgroep voor ontworpen glaswerken zijn dusdanig veeleisend dat de glasblazer zoals we die vandaag de dag in Nederland kennen zich echt geen zorgen hoeft te maken. Sterker nog; hoe meer 3D print geneuzel of ander mechanisch gemaakte werken de markt overspoelen, hoe meer de ambacht waard wordt.

[torp]

Mij lijkt dat de mechanische eigenschappen (spanning) van geblazen glas heel anders zijn dan van geprint glas.

[TranceSetter]

Wel jammer dat geen enkele foto de volledige bovenste rand laat zien, want er moet ergens een einde aan de rand zitten. Ben benieuwd of die ook zo strak eruit ziet, of dat ze op de foto's bij dit artikel met reden van de foto's gelaten hebben.

[Reinoud95]

Zoals perkouw bovenaan als aangaf, deze foto's zijn aanwezig (maar niet voor publicatie/nieuwsberichten (als ik het goed snap)):

http://online.liebertpub.com/action/showImage?doi=10.1089%2F3dp.2015.0021&iName=master.img-010.jpg&type=master

[MSalters]

Volgens het paper is nabewerking nodig om het begin- en eindpunt te polijsten.

[TweakMore]

Waar de meeste niet direct aan denken, maar waar dit behoorlijk veel invloed op zal hebben, is optica. Hierdoor zal veel meer op maat mogelijk zijn en zullen we veel nieuwe dingen op dit gebied zien.

[Verwijderd]

Als in lenzen? Ik betwijfel eerlijk gezegd of je hier kwalitatieve lenzen mee kunt 'afdrukken'. Vergeet niet dat de lens o.a. van hoger belang is bij kwalitatieve foto's dan het aantal mega pixels.

[MSalters]

Lenzen gaat niet lukken, het is niet nauwkeurig genoeg. Lenzen moeten tot op sub-micrometer precisie nauwkeurig zijn, en hiermee zit je nog op honderden micrometers afwijking.

Denk eerder aan LED-verlichting. Je kunt hiermee een armatuur printen die je kamer egaal verlicht. Dat het niet perfect afbeeldt is juist een voordeel, je wilt niet de losse LED elementen scherp afbeelden op je muur. Maar je kunt er wel voor zorgen dat die verre donkere hoek wat extra verlicht wordt.

[Verwijderd]

de smelt punten van glas en lood liggen vrij dicht bij elkaar, dit zou de artestieke mogelijkheden wel eens uit kunnen breiden.

[warhamstr]

Glas en lood? Dicht bij elkaar? Je hebt gelijk, mijn excuses.

[Reactie gewijzigd door warhamstr op 23 juli 2024 08:01]

[warhamstr]

Is dit niet gewoon een cnc-giet machine? Elke apparaat met 3 assen word 3d-printer genoemd lijkt het wel.

[thunderlight]

ziet er indrukwekend uit maar of het ooit egale vormen zal printen op deze manier betwijfel ik.
het is wel een voordeel dat er op deze manier meer mogelijkheden komen met glas.

ben benieuwd hoe de techniek zich verder gaat ontwikkelen

[Verwijderd]

Woow ik heb dit een maand geleden al gezien bij techradar, dit is wel schandelijk lang achter lopen.