玻璃廢料循環再生於微型太陽能電池
總部位於加利福尼亞州的 3D 打印技術公司T3DP開發了一種新型 3D 打印材料，該原料是由回收玻璃廢料和Tethon 3D 的 Genesis 開發樹脂的混合製備而成。這項創新使得體積 3D 打印技術能夠應用到微型 3D 太陽能電池和半導體的生產。
T3DP 創始人DanielClarke 對新技術進行了解析，基於他們的工藝，他們可以使用具有超光滑表面的UV固化聚合物樹脂打印大型模具，在室溫下鑄造金屬，然後燒結去除粘合劑樹脂，從而留下具有RA表面的超光滑金屬和其他材料。在某些情況下，光潔度爲 1 µm 及以下。
T3DP 的新技術受到馬里蘭大學研究人員開發的“超快高溫燒結” (UHS) 的啓發，表示該技術可將燒結時間縮短至10秒以下。
可持續半導體和太陽能電池生產
玻璃微型 3D 太陽能電池基板和 3mol% Yitrria 穩定氧化鋯（右下）
Source：T3DP
T3DP 新技術的核心是將玻璃廢料與Tethon 3D的樹脂混合，創造出一種具有卓越性能的新型材料。據 T3DP 稱，這種組合可實現下一代體積 3D 打印和光聚合物成型。這使得微型 3D 太陽能電池/模塊和先進半導體玻璃基板的生產成爲可能，其中微芯片和存儲器可以放置在玻璃上。
用於半導體應用的傳統3D打印技術通常依賴於耗時耗力的流程。據稱，T3DP 的新方法可以正面應對這些挑戰，提供可持續的替代方案，提高製品性能並減少製造過程的碳足跡。
Clarke 解析道，這項創新不僅能夠徹底改變 3D 打印行業，而且能夠徹底改變整個材料研究。T3DP 將回收玻璃和樹脂融合在一起，是邁向可持續、高性能製造的非凡一步。
體積3D打印和高速燒結
Source：T3DP
在製造過程中，T3DP 利用線性體積3D 打印來生產超光滑模具的小部分，然後將其縫合在一起以製成更大的模具。在這裏，回收的玻璃廢料與 Tethon的 Genesis 開發的樹脂混合，然後將玻璃模製成聚合物。
Clarke 表示，體積 3D 打印過程可能需要幾秒到幾分鐘才能完成，對於 6 英寸 x 6 英寸的大面積基材，成型過程需要 10 到 20 秒。
然後使用馬里蘭大學的 UHS 技術對體積 3D 打印的“生坯部件”進行燒結。這種新穎的燒結工藝結合了輻射熱和接觸熱，可實現材料快速均勻加熱高達 3000℃。據報道，燒結在 10 秒內完成，比傳統爐燒結快 1000 倍以上。馬里蘭大學的子公司HighT-Tech正在將這種高速燒結技術商業化。
優化半導體和太陽能電池生產
Source：T3DP
在使用這項新技術製造半導體時，T3DP 使用熔融石英來製造 3D 玻璃中介層。這繞過了傳統電子 3D 打印工藝的需要，包括直接寫入、蝕刻和光刻。
Clarke 表示，這一過程使計算能力提高了8倍以上，更多的芯片和內存能夠塞進更小的面積內，從而節省 50% 的能源。Clarke 補充說，T3DP 擁有一種特殊的專有混合物，可以使玻璃的強度提高 10 倍，並且不易破裂。 此外，T3DP 的新技術據說可以優化微型 3D 電池/模塊的生產。
據說這些組件可提供全年可靠性，並且包括能夠在上午 7 點至晚上 7 點捕獲更多陽光的 3D 表面。此外，Clarke 聲稱，T3DP 3D 打印太陽能電池/模塊在相同的地面面積上可提供 15-100% 的能源，同時在炎熱地區可將電力提高 39%。Clarke還表示，微型3D太陽能電池基板無法通過傳統的玻璃製造方法來製造。
T3DP技術的未來
Clarke 表示，這項新技術對 3D打印行業具有巨大潛力。Clarke解釋道，他們的成型與材料無關。目前他們只能生產陶瓷和玻璃。Bucktown Polymers正在開發一種新型鑄造樹脂，這將使他們的工藝材料能夠與幾乎任何材料配合使用，因爲它是化學固化 3D 打印樹脂而不是光固化樹脂。
Clarke 還強調了T3DP的新工藝相對於電動汽車製造商Tesla的優勢，後者使用大型砂模來進行千兆鑄造汽車底盤。在商業化方面，Clarke聲稱T3DP處於7級技術準備狀態。換句話說，該公司回收的玻璃廢料和Tethon樹脂的原型已在操作環境中成功演示。
展望未來，Clarke 對快速進入市場充滿信心，他們有望在12個月內將模具商業化。體積3D打印機開發商Xolo正在歐洲將T3DP 的體積3D打印技術商業化，但一旦在美國銷售，就必須獲得 IP（知識產權）許可。
此外，Clarke 表示，生產3D太陽能組件的工藝應該會在18 個月內，甚至更快實現商業化。
