3D打印玻璃是一項非常棘手的壯舉，主要是因為很難在很高的熔點下保持材料的機械性能。但是，來自法國的三位研究人員在光學學會（OSA）的《光學快報》上發表了一篇研究論文，介紹了他們在創建基于激光的復雜玻璃部件印刷新方法方面的工作。該團隊使用了他們基于多光子聚合技術的最新開發技術來打印詳細的玻璃物體，而無需依靠常規的3D打印逐層制作，并且相信他們的方法可以用于3D打印復雜的光學器件。未來基于激光的成像和視覺應用。
“玻璃是用于制造光學器件的主要材料之一。我們的工作代表著開發一種工藝的第一步，該工藝可能有一天使科學家能夠3D打印所需的光學組件，”菲涅耳研究所和馬賽中央理工學院的研究團隊負責人Laurent Gallais說。
研究人員開發了一種基于激光的新工藝，用于3D打印玻璃制成的復雜零件。它使用多光子聚合直接在3D體積中創建對象。 逐層3D打印對于用玻璃制造物體不是理想的選擇。使用粘稠的樹脂，很難獲得厚度一致的涂層，而且復雜零件通常需要支撐，在加工結束時需要將其除去，從而使整個零件的使用壽命進一步降低?！按蠖鄶?D打印過程都是逐層構建對象的。我們的新工藝通過使用激光束將液態前驅物轉化（或聚合）成固態玻璃，避免了這些工藝的局限性?！奔尤R斯解釋說。 通過多光子聚合，將液體單體分子連接到固體聚合物中的過程（又名聚合反應）發生在精確的激光焦點上，這使得3D打印尺寸小至數十厘米至數十厘米的小而精確的零件成為可能。分辨率很高。但是，它仍然有些復雜。當您使用這種方法對玻璃進行3D打印時，在初始液相以及完全聚合后，特定材料在激光波長下也必須是透明的。另外，它需要吸收來自激光器的波長一半的光以引發多光子聚合。因此，該團隊使用了一種與光化學引發劑的混合物來吸收光，大量的二氧化硅納米顆粒和一種樹脂來實現這一目標。 研究論文摘要指出：“我們引入了一種基于激光的工藝，該工藝依靠多光子誘導的聚合反應來生產復雜的三維（3D）玻璃部件。聚焦的強激光束用于通過非線性吸收過程在激光束的波長下聚合負載有添加劑和二氧化硅納米粒子的透明樹脂。直接在卷中創建對象，克服了逐層過程的限制。該方法能夠通過連續的脫脂和燒結過程生產二氧化硅零件。借助二氧化硅的堆積密度和取決于激光光斑尺寸的分辨率，可以得到厘米級的3D對象。”
視頻的屏幕截圖，其中顯示了一種激光用于聚合包含二氧化硅納米粒子的液體以制造微型玻璃自行車。 研究團隊的高粘性混合物不僅可以與激光一起使用，而且還可以3D打印零件而不會出現變形問題或使用支撐件。“這項技術的關鍵是基于Strickland的高功率超短激光器和穆魯的chi脈沖放大技術，該技術在2018年獲得了諾貝爾獎。只有強脈沖和非常短的脈沖才能產生高精度且無熱效應的非線性光聚合?！币坏┧麄兇_認可以使用其二氧化硅納米顆?；旌衔镏瞥晒腆w物體，研究人員就可以3D打印出多個復雜的玻璃物體，而沒有任何裂紋或孔隙，例如微型的埃菲爾鐵塔和自行車。此外，他們能夠將另一種方法應用于其方法，該方法可以將聚合的零件轉變為玻璃零件。
Gallais說：“未來的工作包括通過使用更便宜的激光器來降低成本，這也將有助于使該方法更加實用。我們的方法可能會被用于生產幾乎任何類型的3D玻璃物體。例如，我們正在探索生產可用于豪華手表或香水瓶的玻璃部件的可能性?！痹搱F隊還希望通過其技術提高3D打印的玻璃零件的表面質量，這將有助于減少零件的粗糙度。
來源：中國3D打印網
如有侵權，請及時聯系刪除！
13206432890
高經理
