Хрупкая красота: теперь стекло можно лить под давлением как пластик
Благодаря новой методике из стекла можно получать сложные и невероятно красивые изделия быстро и в промышленных масштабах
Технология была разработана командой Фрайбургского университета Германии во главе с доктором. Бастиан Э. Рапп и Фредерик Коц. На рынок она вышла под общим названием Glassomer.
Процесс начинается с небольших полимерных гранул, в каждой из которых диспергированы крошечные частицы кварцевого стекла. Эти гранулы заливаются в стандартную машину для литья под давлением, которая плавит их, а затем впрыскивает расплавленный полимер в форму. Как только полимер остынет и затвердеет, изделие выталкивается из формы. На этот момент оно все еще будет выглядеть так, как будто сделано из обычного пластика.
Однако после промывания водой и помещения в печь с температурой 600 ºC весь полимер вымывается или сгорает — остаются только связанные частицы стекла. После нагрева изделия до 1300 ºC эти частицы сливаются вместе в процессе, известном как спекание, образуя готовый продукт из чистого кварцевого стекла.
«Частицы в основном плавно перетекают друг в друга», — рассказал Коц. «Однако стекло на самом деле остается в форме и просто сжимается примерно на 15% в каждом направлении».
Эта технология не только потенциально позволяет быстро изготавливать сложные детали из стекла в больших количествах, но также не требует температуры в 2000 ºC, необходимой для плавления обычного стекла, что существенно упрощает работу. И в качестве дополнительного бонуса полимерное связующее, которое вымывается из предметов, можно использовать повторно.
«На протяжении десятилетий стекло часто отодвигалось на второй плане, когда речь заходила о материалах в производственных процессах, потому что его формирование слишком сложно, энергоемко и не подходит для создания структур с высокой детализацией», — пояснил Рапп. «С другой стороны, полимеры позволяют все это, но их физические, оптические, химические и термические свойства уступают стеклу. В результате мы нашли решение, совместив обработку полимеров и стекла. Наш процесс позволяет быстро и недорого эффективно заменять стеклом как изделия массового производства, так и сложные полимерные конструкции и компоненты».