基于FDM技术,LLNL用定制油墨成功3D打印高性能光学玻璃组件。

2018年4月3日,南极熊获悉,加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的一个研究团队最近在3D打印光学领域取得了令人兴奋的新突破。

从事光学项目的科学家和工程师开发了一种新的3D打印技术,该技术使用特殊墨水从定制的3D打印机中挤出。

他们已经成功地印刷了具有先进光学性能的小试件,这些试件可以与许多市售玻璃产品相比较,并且现在已经申请了创新3D印刷工艺的专利。

我们以前报道过LLNL的3D打印光学工作。在过去的几年里,人们尝试了许多3D打印光学技术,如弗劳恩霍夫(FraunhoferIOF)和微纳3D打印(Micron3DP),通常使用玻璃纤维和先进的SLA工艺。

LLNL的研究人员率先将FDM熔融沉积技术与定制3D打印墨水相结合,以改善玻璃制造。

印刷光学器件的困难在于玻璃的折射率对热敏感。为了解决这个问题,研究人员选择将LLNL开发的特殊材料储存成糊状,然后加热整个印刷产品以完成设计。

这意味着玻璃可以保持均匀的折射率,从而消除任何可能导致光学功能下降的光学失真。

定制3D打印油墨由不同二氧化硅和二氧化钛颗粒的浆料形成。

他们对具有特定热和机械性能以及高光学性能的印刷玻璃进行了微调。

“在3D打印过程中,由熔融玻璃打印的组件通常会显示纹理。即使你计划抛光表面,你仍然可以看到印刷过程的证据,”该项目的主要研究员、LLNL化学工程师丽贝卡·戴尔拉·斯皮尔斯(RebeccaDylla-Spears)说。“这种方法使我们能够获得光学所需的指数均匀性。现在我们可以拿着这些组件做一些有趣的事情。

“最初印刷的试件很小,但现在这项技术已经证明许多可能的应用可以用于测试。

光学器件可以通过改变几何形状和成分来制造,这是用更传统的制造方法无法实现的。

例如,3D基于FDM技术,LLNL用定制油墨成功3D打印高性能光学玻璃组件。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。例如,3D打印技术可以用于制造折射率逐渐变化的透镜,该透镜可以被抛光,这将取代传统曲面透镜所使用的更昂贵的抛光技术。

LLNL的研究人员参与了这项研究,其中包括尼古拉杜努科维奇、迈克尔·约翰逊、敦古延、蒂莫西易、加尔塞根、阿普里尔斯韦维尔、威廉斯蒂尔、拉纳旺、保罗埃尔曼、西奥多鲍曼、埃里克多斯和泰亚布拉瓦拉。

他们的工作在一篇题为“3 dprinted opticalqualitica ndiscillandica–titaniaglassforsol–gel feeds”的论文中有详细描述,该论文发表在《高级材料技术》杂志上。

戴尔拉·斯皮尔斯说:“额外材料的制造为我们提供了一个新的自由度,以我们以前无法做到的方式组合光学材料。

“它开创了一种过去不存在的新设计空,允许在材料中设计光学形状和光学特性。

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