LLNL研究人員使用定制油墨成功3D打印高性能光學元件
加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(LLNL)的一個研究小組最近實現(xiàn)了3D打印光學領域激動人心的新突破,從事光學項目的科學家和工程師開發(fā)出了一種新的3D打印技術,該技術利用特制的墨水,這種墨水是從定制的打印機中擠出來的。他們成功地印刷了具有高級光學特性的小型測試件,與許多市售玻璃產品相媲美?,F(xiàn)在已經為創(chuàng)新的3D打印過程申請了專利。
此前已有媒體報道過LLNL的3D打印光學工作,過去,許多3D打印光學技術已經嘗試過,例如Fraunhofer IOF和Micron3DP,通常使用玻璃絲和先進的SLA工藝。 LLNL的研究人員率先提出使用定制3D打印油墨來改進制造玻璃的FDM沉積技術。印刷光學有效執(zhí)行的困難在于玻璃的折射率對其熱敏感。為了解決這個問題,研究人員選擇以糊狀形式存放特殊LLNL開發(fā)的材料,然后加熱整個印刷品以形成成品。這意味著玻璃能夠保持均勻的折射率,從而消除了可能導致光學功能下降的任何光學畸變。
定制3D打印油墨由不同的二氧化硅和二氧化鈦顆粒的漿料形成。他們進行了微調,以便印刷具有特定熱學和機械性能以及高光學性能的玻璃?!皬娜廴诓AТ蛴〕鰜淼某煞滞ǔ?D打印過程中顯示出紋理,即使您打算拋光表面,您仍然可以在散裝材料中看到印刷過程的證據,”LLNL化學工程師Rebecca Dylla-Spears說,該項目的主要研究人員“,這種方法使我們能夠獲得光學所需的指數(shù)均勻性,現(xiàn)在我們可以采取這些組件并做一些有趣的事情?!?/span>
最初打印的測試件很小,但現(xiàn)在該技術已被證實,許多可能的應用程序可用于測試??梢杂脦缀谓Y構和組成變化來制造光學器件,這是使用更傳統(tǒng)的制造方法無法實現(xiàn)的。例如,3D打印技術可以用來制造可以拋光的折射率漸變的透鏡,這將取代用于傳統(tǒng)曲面透鏡的更昂貴的拋光技術。Dylla-Spears說:“增材制造為我們提供了一種新的自由度,以我們以前無法做到的方式組合光學材料。 “它開辟了過去不存在的新設計空間,允許設計材料內的光學形狀和光學特性。
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網譯自:3ders.org?