A homlokzatok, és főként az üvegből készült változataik nehezen felszerelhetőek az épületekre, emiatt sokszor szükséges megmunkálni az üveglapok rögzítőfuratait. A furatok azonban úgynevezett feszültségkoncentrátorokká válhatnak, idővel pedig megrepedhetnek. Míg a homlokzat üvegkeretbe rögzítésének más módszereihez valamilyen ragasztót szükséges, amelynek szilárdsága bizonyos környezeti hatások, például napsugárzás miatt, romolhat.

Hogyan változtatta meg a 3D nyomtatás a gyártási világot? A megfizethető, gyors prototípuskészítés és az azonnali gyártás napjait éljük, de miben módosult a feldolgozóipar a 3D nyomtatás megjelenése óta?

A németországi Darmstadti Műszaki Egyetem Üveg Kompetencia Központja (ISM+D és MPA IfW) kutatócsapata megoldásképp nemrégiben kifejlesztette a 3D üvegelemek úsztatott üvegre való nyomtatásának módszerét. Az úsztatott (float) üveg készítéséhez olvadt üveget úsztatnak egy olvadt fém, hagyományosan ón- vagy ólommedence tetején. Ennek hatására létrejön egy tökéletesen sima és sík üvegfelület, amit aztán különféle alkalmazásokban használnak, beleértve az ablakokat vagy adott esetben a síkképernyős televíziókat is. A fejlesztőket elsősorban az érdekelte, hogy vajon az üvegelemhez illeszthető-e hasonló anyagú kötés, ami ezáltal

minimalizálná a törékeny területeket, biztosítaná a kötés megtartását, és lehetővé tenné az épületen az üvegtábláról érkező terhek kiszámítható átadását az illesztésen keresztül a rögzítési pontokba.

Természetesen ehhez a csatlakozáshoz egyaránt hőhordozást kellett biztosítani az üvegtartón, illetve az ablaktábla összekötő felületein. A megfelelő illesztés érdekében az üveget jóval az átalakulási hőmérséklet fölé melegítették. Ha ugyanis a hőmérséklet ez alá csökken, akkor a kötés túl gyenge lesz, vagy rosszabb esetben egyáltalán nem alakul ki. A túlzott hevítés viszont lokalizált torzulásokat és vetemedést okozhat. A kísérlet fő célja tehát az arany középutat jelentő módszer megtalálása, amely egyszerre megőrzi az összekapcsolódást, a rendszer mechanikai tulajdonságait és az esztétikai felületet, amit az alábbi fotóval szemléltettek:

Régóta kísérleteznek

A csapat mostanra számos üvegtípussal kísérletezett, egyebek mellett nátrium-mész üveggel és boroszilikát alapú üvegekkel, ezenkívül használtak extrudáláson alapuló nyomtatórendszert, melynek során egy fűtött fúvókával olvadtüveg-nyomokat extrudálva a célfelületre. Elmondásuk szerint FDM típusú eljárásról van szó, így valószínű, hogy a fémtartály fölé felfüggesztett nyomtatóállvány rakja le az anyagot az úszó üveg felületére, de erről nincsenek fotóik. A 3D-Printing.com weboldal szerint azonban egy gyors Google-keresés alapján magunk is megláthatjuk, hogy a Darmstadt csapata a TU Delfttel dolgozott a megoldás kifejlesztésén. A szakemberek ugyanakkor azt elmondták, hogy figyelembe kell venni, hogy kísérletükben a hőforrás külön áll a nyomtatófejtől, nem úgy, mint a hagyományos szálas nyomtatási módszereknél, amelyek a fűtőtestet a nyomtató fúvókájában tartják.

Az üvegnyomtatás nem új jelenség

A szakértők ugyanis több mint két évtizede nyomtatnak üveget, de a tökéletes módszert továbbra is keresik. Lehetséges, hogy ez a mostani, nyomtatott kötőelemekből álló lesz az? Még az is megtörténhet. Bár, ha a fenti módszer nem is jelent majd hatalmas áttörést a nyomtatott üveg felhasználását illetően, a felmerülő költségek szempontjából mindenképpen előnyös lesz, ha a folyamat automatizálttá válik.

A csapat pedig pontosan ezt célozza meg következő lépésként: az automatizálást és a megismételhetőséget.

Mivel azt már bebizonyították, hogy a folyamat valóban működik, már 'csak' optimalizálni kell,  ami automatizálást igényel. Természetesen ez még nem egyenlő a fejlődés végével, sőt, lehet, hogy ez csupán a kezdete. Az építészeti alkalmazásokban használt üvegnek nemcsak megismételhetőnek és homogénnek kell lennie, de a hőhatásokra adott reakcióját és a törés utáni viselkedése is vizsgálatra szorul. A folyamat alapja azonban úgy tűnik elég szilárd, így talán csak idő kérdése, hogy mikor vezetik be ezt a technológiát.

Ez is érdekelhet:

Üvegdara az aszfaltban, napelem az úton

Elon Musk szerint az első Mars-városnak hatalmas üvegkupolái lesznek

Felfedezték az anyag egy új állapotát, és ez valóban meredek távlatokat nyithat

(Fotó: Libreshot -a borítókép csak illusztráció -, Glasstec-Online)