3D打印机制备半透明玻璃的方法-台湾宾果28官网

泡沫雕刻机 | 2020-12-29
本文摘要:加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家和他们的学术合作者已经展示了用3D打印机制备半透明玻璃的方法。LLNL材料工程师杜伊一先生说:“为了打印高质量的光学元件,您不应该看到任何毛孔和线条,它们必须是半透明的。”

加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的科学家和他们的学术合作者已经展示了用3D打印机制备半透明玻璃的方法。这一发展可能最终导致激光器和包括光学元件在内的其他器件的设计和结构的转变。制备过程在《先进设备材料》发表的论文中有详细说明。其他研究机构已经指出,玻璃的3D打印是可能的,但是,以前的展览涉及通过冷却打印头的吸管来熔化玻璃丝,或者使用激光来选择性地熔化和熔化玻璃粉。

光学元件

LLNL并不依赖于印刷熔融玻璃,而是开发了一种由玻璃颗粒的稀释悬浮液组成的定制油墨,具有高流动性和高效率,因此可以在室温下印刷。然后,对印刷后的元件进行设计合理的热处理,以简化颗粒,避免印刷过程的痕迹。

最后,将处理过的部件展开并抛光成光学质量。研究人员回应说,这种方法提高了构建光学元件光学均匀分布的可能性。

LLNL材料工程师杜伊一先生说:“为了打印高质量的光学元件,您不应该看到任何毛孔和线条,它们必须是半透明的。”在寻找合适的材料成分之前,他们对大量的材料混合物进行了实验。“当我们得到一个通用的配方时,我们可以对其进行调整,使材料在印刷过程中相互融合。

印刷玻璃的大多数其他方法是先熔化玻璃,然后加热。这可能会因分解和变形而导致开裂,我们在室温下打印时不会出现这个问题。”LLNL方法用于通过必要的墨水书写过程吸取二氧化硅颗粒的浆液。一些印刷产品不是半透明的,而是经过水分和热处理后呈现半透明。

研究人员表示,与用于熔融玻璃的3D打印机不同,这种方法在打印过程中不需要高温,从而实现了更高的分辨率。Nguyen说:“抛光简单或非球面镜片非常耗费劳动力,需要很多技能,但抛光平面更容易。

印刷

通过控制印刷组件的折射率,可以改变光线的曲率,从而使可以抛光的镜面变得平滑。”研究人员表示,他们不是在取代传统的光学设备,而是在探索目前市场上不存在的化学成分梯度的新应用。通过用设计良好的光学元件替换现有的光学元件,可以增加光学系统的尺寸、重量或成本。

研究人员表示,这项研究可以不断扩大光学工程师的设计空间,也有可能产生光学器件以外的应用,包括简单且以前不可用的玻璃微流体器件。由于其光学透明性、耐化学腐蚀性、机械性能和调节其表面化学性质和功能的能力,玻璃是微流体中有价值的材料。

然而,玻璃不能被加工和转移以构建具有简单几何形状的微流体装置。玻璃3D打印机可能会改变这种情况,研究小组还展示了一款非常简单的微流触摸网络3D打印机。现在,研究小组已经证明了印刷半透明玻璃的可能性,研究人员正在通过改变玻璃的成分来构建高质量的光学和交错折射率透镜。

下一个必须解决的障碍是具有交错折射率(GRIN)的光学元件,这将需要更好地理解和控制该过程。


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