源于四千年前美索不达米亚的玻璃3D打印技术

玻璃制造始于4500年前的美索不达米亚。这一行业的原始产品是手工雕刻的珠子和吊坠等小饰品。然而，工匠们很快就开发出如何制造更实用的器具，如水瓶、瓶子和饮用器皿。他们将熔化的玻璃条包裹在适当形状的沙子或粘土芯上，在玻璃冷却后摇晃或刮掉模具。

从这些早期到现在，已经发明了许多其他的玻璃形成方法，从通过管子将空气吹入热玻璃糊块中来制造中空容器，到通过在熔融锡床上漂浮液态玻璃来制造平板玻璃。然而，古老的智慧在今天仍然很有价值。麻省理工学院的研究团队中介物质再次检查了缠绕玻璃带的方法，发现它是可靠和现代化的。他们的主要更新是移除核心模具，转向3D打印领域(或正式命名为附加制造)，从而产生稀有而美丽的物品，这些物品也非常实用。

团队负责人奈里·奥克斯曼和彼得·霍克从FDM开始，这是业余爱好者最熟悉的3D打印形式，他们通过一个可移动的喷嘴，以计算机控制的方式挤出半熔化的细丝(在桌面应用中通常是热塑性的)，以构建软件编程中创建的任何对象。用玻璃代替塑料需要更高的温度，但原理是一样的。

在研究人员的第一次尝试中，灯丝被重力从加热到1000摄氏度的坩埚底部的一个孔中拉出，由于直径不规则而失败。此外，过快冷却至室温会导致相邻线圈之间的弱结合，并在凝固过程中导致细丝中的应力，这意味着成品通常是易碎的。

为了克服这个问题，该团队增加了一个加热的陶瓷喷嘴，以形成和控制玻璃流过孔，还增加了一个加热到500℃的退火室，以允许印刷的物体积累在里面。它是玻璃从坩埚移动到室温的中转站，降低了不均匀冷却的风险。目前，玻璃流量的切换是通过用丙烷火焰加热和用压缩空气冷却喷嘴来手动控制的。在未来的版本中，该过程可以是自动化的，并且可以安装活塞来推动细丝以控制挤出速度。

在他们印刷的样品中，每层印刷的玻璃厚度约为4.5毫米，平均宽度为7.95毫米。此外，印刷产品的精确度高得惊人:

“玻璃层沉积显示出极高的精度:从测量点灯丝中心的偏差距离为0.18毫米±0.13毫米(或总壁厚的2.25%)。观察到的最大偏差为0.42毫米，因此保守估计用这种方法制造的玻璃印刷产品的公差可以达到0.5毫米。”

Oxman博士和Houk博士用他们的设备印刷了一系列物品，包括光学棱镜和装饰花瓶。他们认为它还能吐出用于生物实验的特殊照明灯和特殊玻璃器皿。用于此目的的一个有用的特征是，与吹制玻璃容器不同，内表面必须是光滑的，并且印刷容器的内表面和外表面可以具有复杂的形状，这可以用于控制容器内的液体流动。如果这一过程可以工业化，3D打印似乎是一种制造定制玻璃设备的聪明方法，无论需求是超豪华的装饰风格还是惊人的实用主义。