Tre forskare verksamma vid avdelningen Laserfysik på KTH har utvecklat en teknik för att 3D-printa glas.
Innovationen har redan hittat ett användningsområde: behållare som underlättar spårning av flyttfåglar.
Glas är beständigt både mekaniskt, temperaturmässigt och kemiskt. Detta gör det till ett bra materialval med många användningsområden. Glaset är dock svårbearbetat eftersom det kräver en temperatur runt 2 000 grader Celsius för att smälta samtidigt som det är skört. Förutom dessa utmaningar har industrin haft svårt att tillverka detaljrika mindre produkter av glas, typiskt i skalan millimeter upp till en centimeter. Alla produkter med en mer komplex geometri har varit extremt dyra att tillverka och därigenom inte tillgängliga på marknaden.
Det är detta som KTH-forskarna nu adresserar med den nya teknik de tagit fram.
– Vi har utvecklat en unik teknik som vi kallar Direct Glass Laser Deposition, DGLD. Genom att använda laser som inte rör vid materialet värmer vi upp glaset till 2 000 grader Celsius, eller mer om vi vill. Med denna temperatur kan vi printa glas, och även metall om vi skulle vilja i framtiden, berättar Chunxin Liu, en av forskarna bakom tekniken.
Kapslar in elektronik
Denna teknik inbegriper så väl hård- och mjukvara som själva råmaterialet. Bland de olika saker som kan printas i glas tänker sig forskarna allt från mikrolinser till fiberoptik och små höljen som kan kapsla in elektronik.
Johan Bäckman, universitetslektor och fågelexpert på Lunds universitet, har under tre år letat efter ett tåligt och lätt material. Syftet med det är att tillverka en behållare att sätta en spårsändare i. Denna behållare kan sedan användas för att spåra flyttfåglar.
En silvertärna med den 3D-printade glasbehållaren på ryggen. Behållaren innehåller utrustning som loggar var fågeln gör. Informationen används sedan av forskare för att studera fågelns beteende. Foto: Patrik Olofsson
För ändamålet behöver behållaren vara mekaniskt stark, stor nog för att innehålla en sändare, vattentät och då speciellt mot saltvatten, kunna klara av både höga och låga temperaturer och vara transparent för att fungera med ljussensorer. Vidare ska behållaren inte väga mer än ett halvt gram och överleva minst ett år i fält på en fågel för att data ska kunna inhämtas från sändaren i den. Det närmaste man i jämförelse kommer när det gäller så extrema krav är de för rymdteknik.
Flyger 9 000 mil
För Johan Bäckman är KTH-forskarnas material perfekt eftersom det uppfyller hans krav och ger honom och hans kollegor chansen att följa silvertärnor. Arten är känd för att vara det djur i världen som flyttar det längsta sträckan mellan häckningsplats och vinterkvarter. De fåglar som flyger allra längst kommer upp i distanser om 9 000 mil, vilket ställer stora krav på spårutrustningen.
Forskarna har ansökt om patent på såväl teknik som den råvara som ingår i glasframställningen och bildat uppstartsföretaget Nobula som ska sälja 3D-printingtekniken vidare.
