行业动态

科研人员使用定制油墨成功3D打印高性能光学元件

发布:Photonicseditor阅读:305时间:2018-4-3 16:53:38

4月2日,《3D打印商情》小编从3ders.org上获悉,加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的一个研究小组最近实现了3D打印光学领域激动人心的新突破。从事光学项目的科学家和工程师开发出了一种新的3D打印技术,该技术利用特制的墨水(这种墨水是从定制的打印机中挤出来的)成功地打印出具有高级光学特性的小型测试件,其性能可与许多市售玻璃产品相媲美。该团队已为整个创新3D打印过程申请了专利。

以往,已经有众多3D打印光学技术被尝试用来打印玻璃,例如Fraunhofer IOF和Micron3DP,通常使用的是玻璃丝和先进的SLA工艺。而LLNL的研究人员率先提出使用定制3D打印油墨来改进制造玻璃的FDM沉积技术。

打印光学玻璃难点在于改变玻璃折射率对热敏感的历史。为了解决这个问题,研究人员选择以糊状形式存放LLNL开发的特殊材料,然后加热整个制品以成形。这意味着玻璃能够保持均匀的折射率,从而消除了可能导致光学功能下降的任何光学畸变。

定制3D印刷油墨由不同的二氧化硅和二氧化硅-二氧化钛颗粒的浆料形成。他们进行了微调,以便打印具有特定热学和机械性能以及高光学性能的玻璃。

“从熔融玻璃打印出来的成分通常会在3D打印过程中显示出纹理,即使抛光表面,也仍然可以在散装材料中看到打印过程的留下的痕迹,”该项目的主要研究人员LLNL化学工程师Rebecca Dylla Spears说,“这种方法使我们能够获得光学所需的指数均匀性,现在我们可以采取这些组件并做一些有趣的事情。”

最初打印的测试件很小,但现在该技术已被证实,许多应用程序可用于测试。可以用几何结构和组成变化来制造光学器件,这是使用更传统的制造方法无法实现的。例如,3D打印技术可以用来制造可以抛光的折射率渐变的透镜,这将取代用于传统曲面透镜的更昂贵的抛光技术。

LLNL研究人员参与了这项研究包括尼古拉Dudukovic,迈克尔·约翰逊,杜阮,蒂莫西怡,加思·伊根,Sawvel,威廉·斯蒂尔,拉娜皇,保罗·埃尔曼,西奥多·鲍曼,埃里克Duoss和Tayyab Suratwala。他们在一篇题为“3D Printed Optical Quality Silica and Silica–Titania Glasses from Sol–Gel Feedstocks”的论文中详细介绍这一技术,该论文发表在《Advanced Materials Technologies》杂志上。

Dylla-Spears说:“增材制造为我们提供了一种新的自由度,以我们以前无法做到的方式组合光学材料。它开辟了过去不存在的新设计空间。”

来源:3D打印商情

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