¿Alguien puede imprimir un diamante en 3D? ¿Por qué o por qué no, utilizando hechos y ejemplos?

No, no es posible por muchas razones.

Lo que llamamos diamantes son cristales individuales . Esto significa que el diamante del agujero, el objeto completo, está hecho de cristales de carbono casi perfectamente alineados en una estructura conocida como diamante o cúbico de diamante:

Para convencer a los átomos de que se alineen tan perfectamente, se requiere un ensamblaje átomo por átomo, que es lo que sucede en la deposición química de vapor (CVD). A través de una ruta que requiere la presencia de plasma para destruir los enlaces CH del metano ([math] CH_ {4} [/ math]), se agregan progresivamente átomos de carbono individuales a un sustrato adecuado.

Ahora el trato es que cuando esto sucede no puedes elegir en qué direcciones crecerá el cristal. Simplemente continuará creciendo siguiendo la orientación de los átomos en la estructura. No hay forma, por ahora, de detenerlo en un punto y permitir que crezca en otro para elegir la forma a producir.

Todos los demás métodos de ensamblaje átomo por átomo son, por ahora, solo ciencia ficción.

¿Y por qué no utilizar la fusión selectiva con láser? Las condiciones de temperatura y presión requeridas para que el enlace de diamante sea estable son extremas: sin catalizadores necesita casi 10 GPa (10000 veces la presión atmosférica), ausencia total de oxígeno y alrededor de 4000 K (> 6700 ° F). Si intentas recrear estas condiciones en una cámara con un gas (si eres capaz de tal hazaña), la masa de materia con la que estás trabajando será presionada hacia un trozo esferoidal y no podrás dirigir el crecimiento del diamante (al menos con las tecnologías actuales). Al agregar catalizadores, las condiciones son un poco mejores, pero aún no son prácticas para poder dirigir el crecimiento en direcciones preferenciales. Estas condiciones se usan en síntesis de alta presión y alta temperatura (HPHT) y para alcanzarlas se utilizan enormes prensas de yunque capaces de aplicar presión en tres direcciones.

Los diamantes son una piedra controvertida. Son hermosos y, para muchas personas, un símbolo de estatus, pero la industria del diamante está contaminada por la cuestión de los diamantes de conflicto, o diamantes de sangre, que son diamantes extraídos en zonas devastadas por la guerra y vendidos para financiar el combate armado. Se ha avanzado en la reducción del conflicto del comercio de diamantes, pero sigue siendo un problema que significa que comprar un diamante requiere un poco de investigación adicional para evitar financiar inadvertidamente la guerra civil.

Además de los problemas humanitarios, el problema con los diamantes es que son muy, muy caros. Un pequeño chip de diamantes te costará unos pocos miles de dólares, al menos, de ahí el símbolo de estado. Pero, ¿qué pasaría si pudiera hacer sus propios diamantes, en cualquier forma o tamaño, desde la comodidad de su hogar, sin necesidad de minería o compras?

Lockheed Martin, corporación aeroespacial y de defensa y gran nombre en la impresión 3D en metal, ha presentado una solicitud de patente para una impresora 3D que imprime diamantes. Sí, son diamantes sintéticos, pero diamantes de todos modos. Los diamantes se forman cuando el calor y la presión extremos en el núcleo de la Tierra hacen que los átomos de carbono se unan y formen cristales superduros. La impresora de diamantes de Lockheed Martin utiliza poli (hidridocarbeno), un polímero precerámico a base de carbono con similitudes estructurales con los diamantes.

Ese polímero es depositado en capas, alternando con capas de un polvo cerámico, por la impresora en una forma predeterminada. La forma depositada se calienta luego a temperaturas superiores a 100 grados en una atmósfera inerte para causar pirólisis, un cambio físico y químico que ocurre cuando un material orgánico se calienta sin la presencia de oxígeno. En este caso, el calor hace que el poli (hidridocarbeno) se cristalice en un diamante. Luego se elimina cualquier exceso de polvo cerámico.

Esa es una propuesta. La solicitud de patente también analiza el uso de otros polímeros precerámicos; Otra propuesta implica el uso de polvo de nanodiamantes.

Como todavía es solo una solicitud de patente, no se sabe cuándo, o si, la impresora de diamantes 3D de Lockheed Martin se hará realidad. La intención de Lockheed es poder imprimir en 3D cabezales de perforación de diamante con geometrías complejas, así como sierras, cuchillos y armaduras súper fuertes y livianas, pero en teoría, una impresora de este tipo podría usarse para imprimir joyas de diamantes. La impresora propuesta puede imprimir diamantes en cualquier forma, lo que podría dar como resultado un mercado completamente nuevo de joyas intrincadas y complejas de diamantes u otros artículos. Espero que el costo de una impresora de diamantes sea bastante astronómico, al menos al principio, pero si los joyeros invierten en ellos, será interesante ver cómo el costo de un anillo de diamantes impreso en 3D podría compararse con uno tradicional.

Uno solo puede especular cómo las joyas de diamantes impresas en 3D podrían ponerse al día. Es poco probable que las personas realmente impriman diamantes desde la comodidad de sus hogares, al menos no pronto, pero al igual que con otras formas de joyas impresas en 3D, la mayor parte del atractivo radica en la posibilidad de personalización. Te resultará difícil encontrar un joyero dispuesto o capaz de cincelar un diamante en la forma de la flor favorita de tu novia, pero con una impresora 3D, hay mucho más potencial para diseños personalizados únicos. No se prepare para los comerciales que proclaman “¡Fue a Lockheed!” Por el momento, pero la impresión 3D ya está cambiando la industria de la joyería, por lo que los diamantes pueden no ser la excepción. Si desea leer la solicitud de patente completa, puede hacerlo aquí.

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No. Al menos no todavía.

Sí, existe una patente. ¿Eso significa que será posible? No lo hace

No puede imprimir diamantes en 3D, como al usar la tecnología de impresión 3D actual que existe. Si bien se puede ilustrar un proceso en él, nombrando todos los “Materiales llamados” se utilizarán desde que se utilizaron en otros métodos “, no hay garantía de que funcione.

Una impresora 3D es una máquina que toma información digital, generalmente un archivo 3D, la divide en alguna forma ráster o vectorial y la traduce en un movimiento de una extrusora o cabezales de impresión, y lo hace capa por capa sucesivamente ( y con éxito). Puede agregar otros pasos entre las capas, pero eso no es relevante.

Poner capas de material en otras capas no es impresión 3D. Un ejemplo serían los materiales compuestos. La gente corta PrePregs y los une capa por capa. Eso no es impresión 3D.

Como necesitará hacer algún tipo de tratamiento posterior para obtener un diamante, creo que ese será el problema principal. Para poder imprimir en 3D una estructura que pueda sobrevivir al postproceso y conservar la fidelidad geométrica a la forma deseada.

Los materiales actuales para impresoras 3D (o incluso impresoras 2D) tienen un precio escandaloso, no me atrevo a soñar los costos …

Las impresoras 3D actuales funcionan a un nivel mucho más grueso que este. Para imprimir en 3D un diamante, tendría que colocar átomos individuales de carbono en una red, y las impresoras 3d actuales funcionan arrojando material fundido fundido (típicamente plástico) en rodajas finas una encima de la otra.

Las máquinas que son capaces de posicionar átomos individuales se conocen como ensambladores moleculares, son teóricamente posibles, pero aún no estamos en condiciones de fabricar tales máquinas, y es posible que nunca lo seamos.

Un problema adicional es que debido a que las moléculas individuales son tan pequeñas, necesita MUCHAS de ellas para obtener una cantidad realmente notable de producto terminado, para hacer eso necesitaría muchos ensambladores. La única forma realista de obtener eso sería construir un ensamblador lo suficientemente avanzado como para que sea capaz de ensamblar una copia de sí mismo.

De esa manera, su ensamblador puede construir otro, y usted tiene 2. Estos dos pueden construir cada uno otro y usted tiene 4. Repita durante X generaciones y tendrá 2 ^ x ensambladores. El crecimiento exponencial significa que puede tener rápidamente la cantidad que desee. Pero construir un ensamblador lo suficientemente avanzado como para que pueda armar una copia de sí mismo es una tarea difícil.

Si tuviera un ensamblador de este tipo, podría construir muchas cosas mucho más interesantes y mucho más valiosas que simplemente el diamante a granel.

En cierto modo, sí. La deposición química de vapor es una de las principales formas en que se hacen los diamantes hoy en día. Se realiza a una presión bastante baja, a veces casi al vacío. Coloca los átomos una capa a la vez, aunque no una capa completa a la vez.

Aunque esto no es exactamente lo mismo que una impresora 3D, se acerca.

Puedes hacer todo tipo de cosas útiles con esto:

También se pueden usar para fabricar lentes de diamante para láseres de CO2 utilizados en cirugía:

No, dado que el enlace CC de la fase de diamante requiere una presión y temperatura extremadamente altas para formarse y, en su ausencia, lo que obtendrá de la impresión 3D con una suspensión de diamante o una pasta de diamante será una preforma “verde”, donde los granos de diamante ser sujetado libremente por una carpeta (un pegamento). Tal material, aunque consiste en muchos diamantes pequeños, no se considera “un diamante” ya que no hay continuidad material dentro de él.

Sin embargo, es bastante posible imprimir en 3D un compuesto de matriz de diamante en metal, como los utilizados para herramientas. Sin embargo, aún no se ha aplicado, ya que dicho material es costoso.

La tecnología aún no puede imprimir en 3D un tronco de madera con la misma estructura molecular. La tinta de impresión utilizada en la impresión 3D está hecha de un tipo especial de plástico que, aunque crea un modelo parecido al objeto, pero crea modelos frágiles que se desorientan con el tiempo. Hacer un diamante que no sea plástico sigue siendo un sueño.

Alguien aquí respondió que puedes imprimir en 3D un diamante.

Pues no puedes.

Los diamantes PUEDEN SER PRODUCIDOS, pero NO están impresos en 3D.

Necesita presionar carbono a una gran presión para obtener diamantes.

Ningún proceso de impresión 3D real permite eso, y supongo que nunca habrá una impresora 3D que pueda hacer algo así … al menos por un tiempo muuuucho tiempo.

¿Como en la impresión 3D a nivel molecular? No pronto.

Lo que realmente importa más en la impresión 3D es el material. Entonces, si uno tiene los materiales necesarios para hacer un diamante, entonces debería ser posible. Pero, para ser honesto, el proceso parece sombrío e inviable.

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