LLNL的新玻璃3D打印技術(shù)：采用定制玻璃墨水，在室溫下打印

 近日，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的科學家們開發(fā)出一種3D打印透明玻璃的新技術(shù)，據(jù)說該技術(shù)可能會改變激光器和其他光學器件的構(gòu)建方式。
LLNL研究人員認為，F(xiàn)DM和立體光刻3D打印等技術(shù)不能完全熔融玻璃材料，這一點會導致多孔或不均勻的結(jié)構(gòu)。為此，他們創(chuàng)造了一系列定制的玻璃墨水。
這些用玻璃顆粒的濃縮懸浮液制成的墨水具有高度受控的流動性，因此可在室溫下打印。打印完成后，會對打印件進行熱處理，以使其更致密和清除打印痕跡。這一步完成后，可對打印件進行一個光學質(zhì)量的拋光，從而讓對象有一個更好的光學均勻性。

剛從3D打印機上取下來的打印件是不透明的，但經(jīng)過干燥和熱處理后，它會變得透明。
那么這種新的玻璃3D打印技術(shù)有哪些用途呢？據(jù)LLNL研究人員介紹，由于采用的是直接墨水寫入工藝，新技術(shù)因此能提供一個高分辨率，所以用途相當多。例如，通過用這種方法來3D打印玻璃，科學家可在單個平面光學元件中整合入不同的折射率。通常，這些透鏡特性的實現(xiàn)需要特殊的形狀。
“拋光復雜的或非球面的鏡片需要很多技能和勞力，拋光一個平面會更容易。通過控制打印件的折射率，您可以改變光線的彎曲度，從而使得一個鏡片可被拋光成平面，”研究人員解釋說。
研究人員認為，新的3D打印技術(shù)可以補充現(xiàn)有的光學實踐，而不是替代。例如，可用該技術(shù)來創(chuàng)建目前市場上不存在的組合梯度，或者一些3D打印元件可被用來減小光學系統(tǒng)的尺寸、重量或成本。

現(xiàn)在，LLNL科學家計劃通過改變玻璃的組成來嘗試3D打印高品質(zhì)的光學元件和梯度折射率透鏡。他們還將嘗試光學之外的應用，如3D打印幾何形狀復雜的玻璃微流控裝置。
這項與明尼蘇達大學和俄克拉荷馬州立大學合作開展的研究現(xiàn)已發(fā)表在《Advanced Materials》雜志上。