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LLNL研究人員使用定制油墨成功3D打印高性能光學(xué)元件

加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)的一個(gè)研究小組最近實(shí)現(xiàn)了3D打印光學(xué)領(lǐng)域激動(dòng)人心的新突破,從事光學(xué)項(xiàng)目的科學(xué)家和工程師開發(fā)出了一種新的3D打印技術(shù),該技術(shù)利用特制的墨水,這種墨水是從定制的打印機(jī)中擠出來的。他們成功地印刷了具有高級(jí)光學(xué)特性的小型測(cè)試件,與許多市售玻璃產(chǎn)品相媲美?,F(xiàn)在已經(jīng)為創(chuàng)新的3D打印過程申請(qǐng)了專利。



此前已有媒體報(bào)道過LLNL的3D打印光學(xué)工作,過去,許多3D打印光學(xué)技術(shù)已經(jīng)嘗試過,例如Fraunhofer IOF和Micron3DP,通常使用玻璃絲和先進(jìn)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(jìn)制造玻璃的FDM沉積技術(shù)。印刷光學(xué)有效執(zhí)行的困難在于玻璃的折射率對(duì)其熱敏感。為了解決這個(gè)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(gè)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(dǎo)致光學(xué)功能下降的任何光學(xué)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(jìn)行了微調(diào),以便印刷具有特定熱學(xué)和機(jī)械性能以及高光學(xué)性能的玻璃?!皬娜廴诓AТ蛴〕鰜淼某煞滞ǔ?huì)在3D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(jù),”LLNL化學(xué)工程師Rebecca Dylla-Spears說,該項(xiàng)目的主要研究人員“,這種方法使我們能夠獲得光學(xué)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(cè)試件很小,但現(xiàn)在該技術(shù)已被證實(shí),許多可能的應(yīng)用程序可用于測(cè)試。可以用幾何結(jié)構(gòu)和組成變化來制造光學(xué)器件,這是使用更傳統(tǒng)的制造方法無法實(shí)現(xiàn)的。例如,3D打印技術(shù)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(shù)。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(xué)材料。 “它開辟了過去不存在的新設(shè)計(jì)空間,允許設(shè)計(jì)材料內(nèi)的光學(xué)形狀和光學(xué)特性。

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網(wǎng)譯自:3ders.org?