近日，加州大學(xué)伯克利分校的研究人員開(kāi)發(fā)了一種新3D打印技術(shù)，其能用光線(xiàn)創(chuàng)造玻璃微結(jié)構(gòu)。更重要的是，該方法生產(chǎn)玻璃速度更快、物體的光學(xué)質(zhì)量、靈活性以及強(qiáng)度更高。
此前，該團(tuán)隊(duì)研究人員創(chuàng)造性地采用了計(jì)算軸向光刻技術(shù)(CAL)打印玻璃。該技術(shù)能夠?qū)㈩A(yù)先計(jì)算的光圖案序列數(shù)字投影到樹(shù)脂容器中，隨著時(shí)間的推移，累積的光暴露穿過(guò)聚合閾值的區(qū)域變?yōu)閷?shí)心，而不穿過(guò)該閾值的區(qū)域保持未固化，從而一次性印刷出所設(shè)計(jì)的三維物體。
然而，CAL是同時(shí)對(duì)整個(gè)物體進(jìn)行3D打印的，這種技術(shù)可能會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間，而且會(huì)增加玻璃表面紋理粗糙的風(fēng)險(xiǎn)。于是，研究人員們拓展了該技術(shù)，并創(chuàng)造出新系統(tǒng)——micro-CAL。該系統(tǒng)不但能夠在聚合物中打印物體，也可在玻璃中打印，且精度能達(dá)到至約五千萬(wàn)分之一米。
為了更好地打印玻璃，研究人員還開(kāi)發(fā)了一種特殊的樹(shù)脂材料，其含有玻璃的納米顆粒，周?chē)枪饷舻恼澈蟿┮后w。其可使用打印機(jī)的數(shù)字光投射使其粘結(jié)劑凝固，然后對(duì)打印的物體進(jìn)行加熱，以成為純玻璃的固體物體。
值得一提的是，粘合劑的折射率與玻璃的折射率相差無(wú)幾。因此，光線(xiàn)通過(guò)材料時(shí)幾乎沒(méi)有散射。實(shí)驗(yàn)中，CAL打印的玻璃物體不僅比傳統(tǒng)的基于層的打印工藝制造的物體具有更穩(wěn)定的強(qiáng)度，還在一定程度上滿(mǎn)足了客戶(hù)對(duì)玻璃形狀、尺寸、光學(xué)及機(jī)械性能的要求。
目前，相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。未來(lái)，其有望帶來(lái)玻璃制造產(chǎn)業(yè)的革新。
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