玻璃3D打印作为增材制造领域的一颗璀璨新星，正凭借其独特魅力吸引着科学家与艺术家的目光。它能够生成一条可逐层打印的熔融线，这一过程与熔融沉积成型（FDM）打印机有相似之处，但工作温度却比FDM高出约10倍。玻璃3D打印为玻璃的定制化制造开辟了全新路径，展现出巨大的发展潜力。

玻璃3D打印：基础认知大揭秘

玻璃3D打印的难度远超木材或金属填充长丝的打印。木材和金属小颗粒能轻松分散在长丝中，模拟出材料的自然纹理，但真正的玻璃3D打印需要纯玻璃作为原料（当然，也有人探索出在树脂中添加玻璃颗粒进行打印的方法）。目前，FDM式打印机在玻璃3D打印领域占据主流地位，南极熊也将聚焦于此，后续再为大家介绍玻璃 - 树脂打印。

从粉碎玻璃、熔化玻璃，到制造打印机所需的丝材，整个过程需要经历多个复杂步骤。许多该领域的从业者都在自行生产所需的库存材料。打印时，利用3D打印机将熔融玻璃以线条的形式逐层堆积。这一流程与FDM打印相似，但玻璃3D打印机对热量的需求更高，打印温度高达1,300°C，腔室温度也需达到400°C，堪称一个“热喷嘴”设备。

材料：多元玻璃的3D打印之旅

玻璃的种类丰富多样，钠钙玻璃、艺术玻璃、水晶玻璃，甚至回收的玻璃瓶等，都能成为3D打印的材料。不同类型的玻璃细丝由不同材料制成，打印时所需的温度也各不相同。

以Maple Glass Printing的Maple 3为例，这类玻璃3D打印机使用玻璃棒作为原料。玻璃棒通过顶部的孔插入打印机，依次经过加热元件和喷嘴。废玻璃经过粉碎机处理后，进入Vitri - Glass设备，被熔融并拉制成棒，可生产出直径在3.5至6毫米之间的玻璃棒，用于玻璃3D打印。值得一提的是，玻璃3D打印非常适合回收利用，玻璃甚至可以多次回收而不降低性能，为环保事业提供了新的解决方案。

打印过程：高温下的精密塑造

准备好玻璃棒后，就可以将其装入打印机开始打印了。需要注意的是，这些玻璃棒并非缠绕在线轴上，而是在打印过程中需要连续加载到打印机中。部分打印机内置了玻璃棒挤压件，如麻省理工学院Neri Oxman研究小组生产的设备。

玻璃3D打印机必须将玻璃棒或碎片的温度提升至1,300°C左右，使玻璃足够柔软以便挤出，具体温度取决于玻璃的类型。无论玻璃的形状如何，都必须达到这一极端高温才能顺利打印到平台上。

与大多数当前的3D打印机和CNC机器类似，玻璃3D打印使用G代码来传达打印指令。在打印室内，正在打印的部件处于400°C的高温环境中，直至打印完成，然后缓慢冷却至室温。后处理步骤则根据最终用途的需求而定。由于这项技术尚处于早期研发阶段，随着不断发展，打印机的具体设置可能会有所变化。

玻璃打印与传统玻璃制造：互补共进

短期内，3D打印玻璃不太可能对传统的大规模玻璃生产方法构成威胁。就如同3D打印塑料一样，玻璃3D打印更适合用于制作那些传统方法（如玻璃吹制）难以或无法实现的定制化、复杂模型。

玻璃吹制是一项复杂且对体力要求极高的技术，需要多年的专业培训才能熟练掌握。对于偶尔需要定制玻璃制品或对该领域不熟悉的人来说，玻璃制造无疑是一道难以跨越的门槛。而拥有一台玻璃3D打印机，则能让玻璃的生产变得像塑料打印一样轻松便捷。麻省理工学院致力于改进玻璃3D打印机的研究人员表示，他们能够控制打印玻璃表面的纹理，甚至包括玻璃吹制无法实现的内表面控制。

应用领域：绽放多元光彩

许多从事玻璃3D打印的公司和科学家认为，艺术、建筑、光学、研究和珠宝是目前玻璃3D打印具有显著优势的主要领域。奥克斯曼（Oxman）巧妙地融合了艺术、材料科学和结构工程，创造出了许多令人惊叹的结构。

在艺术领域，3D打印玻璃能够实现具有独特曲率和内部几何形状的精确且重复的沉积线。当光线沿着层线和表面纹理分散和反射时，穿过玻璃结构会产生如极光般美丽迷人的效果，为艺术创作带来了全新的可能性。

科学研究也是推动玻璃3D打印发展的重要应用领域。玻璃器皿因其高强度、化学惰性和透明度，成为多个STEM领域不可或缺的实验工具，且常常需要定制。例如微流体装置，研究人员利用它对极少量的材料进行受控实验。这些设备包含复杂的内部通道网络，目前的生产过程十分耗时，而玻璃3D打印有望改变这一现状。不过，目前这项技术尚未得到全面应用。

对于微流体等应用所需的小型且复杂的特征，FDM式方法可能无法满足需求，而树脂打印能够实现更高的分辨率。一家名为Glassomer的初创公司就致力于在这一领域取得突破。