科学家开发立异的3D打印技能 用光线发明玻璃微结构

发布时间:2022-06-03 11:40:31 来源:bobapp体育下载

  研讨人员与德国弗赖堡大学的科学家们协作,扩展了他们三年前开发的3D打印工艺--核算轴向光刻技能(CAL)的才能,以打印更精密的特征,并在玻璃中打印。他们把这个新系统称为“micro-CAL”。

  玻璃通常是制作杂乱微观物体的首选资料,包含智能手机和内窥镜中运用的小型高质量相机的镜头,以及用于剖析或处理微量液体的微流体设备。但是,现在的制作办法或许是缓慢的、贵重的,并且在满意该职业日益增长的需求方面才能有限。

  CAL工艺与今日的工业3D打印制作工艺有底子的不同,后者是用薄薄的资料层建立起物体。这种技能或许会消耗很多时刻,并且会导致粗糙的外表纹路。但是,CAL是一起对整个物体进行3D打印的。研讨人员运用激光将光的形式投射到旋转的光敏资猜中,建立起一个三维光剂量,然后凝结成所需的形状。CAL工艺的无层性使得润滑的外表和杂乱的几许形状成为或许。

  这项研讨突破了CAL的边界,展现了其在玻璃结构中打印微标准特征的才能。“当咱们在2019年初次宣布这种办法时,CAL可以将物体打印到聚合物中,其特征巨细约为三分之一毫米,”加州大学伯克利分校的首要研讨人员和机械工程教授 Hayden Taylor说。

  “现在,经过micro-CAL,咱们可以在聚合物中打印物体,其特征小到约2000万分之一米,或约为人类头发宽度的四分之一。并且,咱们初次展现了这种办法不只可以在聚合物中打印,还可以在玻璃中打印,其特征可缩小至约五千万分之一米。”

  为了打印玻璃,Taylor和他的研讨团队与弗赖堡大学的科学家们协作,他们开发了一种特别的树脂资料,其间含有玻璃的纳米颗粒,周围是光敏的粘合剂液体。来自打印机的数字光投射使粘结剂凝结,然后研讨人员对打印的物体进行加热,以去除粘结剂,并将颗粒交融在一起,成为纯玻璃的固体物体。

  Taylor说:“这儿的要害因素是,粘合剂的折射率与玻璃的折射率简直相同,因而,光线经过资料时简直没有散射。CAL印刷工艺和这种Glassomer (GmbH)开发的资料是互相的完美结合。”

  研讨小组还进行了测验,发现CAL打印的玻璃物体比运用传统的根据层的打印工艺制作的物体具有更安稳的强度。 Taylor说:“当玻璃物体含有更多的缺点或裂缝,或有一个粗糙的外表时,它们往往更简单破碎。因而,与其他根据层的3D打印工艺比较,CAL制作外表更润滑的物体的才能是一个很大的潜在优势。”

  CAL的3D打印办法为微观玻璃物体的制作商供给了一种新的和更有用的办法,以满意客户对几许形状、尺度和光学及机械性能的严苛要求。具体来说,这包含微观光学部件的制作商,这些部件是紧凑型相机、虚拟现实头显、高档显微镜和其他科学仪器的要害部分。 Taylor说:“可以以更快的速度和更大的几许自由度制作这些部件,有或许带来新的设备功用或更低的本钱。”