Лазерный объемный метод аддитивного производства для 3D-печати стекла

Традиционные методы изготовления стекла могут быть дорогостоящими и медленными, а 3D-печать стекла часто приводит к получению шероховатой текстуры, что делает его непригодным для гладких линз. Исследователи из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL) и Калифорнийского университета в Беркли продемонстрировали возможность 3D-печати микроскопических объектов с помощью нового лазерного метода объемного аддитивного производства (VAM). из кварцевого стекла, что является частью усилий по созданию тонкой бесслойной оптики, которую можно изготовить за секунды или минуты.

Технология компьютерной аксиальной литографии (CAL), разработанная LLNL и Калифорнийским университетом в Беркли, получила прозвище «репликатор» в честь вымышленного устройства из «Звездного пути», которое может мгновенно изготовить практически любой объект. CAL работает, вычисляя проекции под разными углами через цифровую модель целевого объекта, оптимизируя эти проекции с помощью вычислений, а затем доставляя их во вращающийся объем светочувствительной смолы с помощью цифрового светового проектора. Со временем проецируемые световые узоры реконструируют или создают трехмерное распределение световой дозы в материале, отверждая объект в точках, превышающих световой порог, в то время как чан со смолой вращается. Полностью сформированный объект материализуется за считанные секунды — гораздо быстрее, чем традиционные методы послойной 3D-печати, — а затем чан опорожняется, чтобы извлечь деталь.

Сочетая новую микромасштабную технику VAM под названием micro-CAL, в которой вместо светодиодного источника используется лазер, с нанокомпозитной стеклянной смолой, разработанной немецкой компанией Glassomer и Фрайбургским университетом, исследователи из Калифорнийского университета в Беркли сообщили о производстве прочного стекла со сложной микроструктурой. объекты с шероховатостью поверхности всего шесть нанометров с элементами размером не менее 50 микрон.

Доцент кафедры машиностроения Калифорнийского университета в Беркли Хейден Тейлор, главный исследователь проекта, сказал, что процесс micro-CAL, который производит более высокую дозу света и отверждает трехмерные объекты быстрее и с более высоким разрешением, в сочетании с нанокомпозитными смолами, описанными в LLNL, доказал « идеально сочетаются друг с другом», создавая «поразительные результаты прочности печатных объектов».

Команда сравнила прочность на разрыв стекла, изготовленного с помощью микро-CAL, с объектами того же размера, изготовленными с помощью более традиционного процесса многослойной печати. Команда обнаружила, что разрывные нагрузки структур, напечатанных методом CAL, более тесно связаны друг с другом, а это означает, что исследователи могут быть более уверены в разрывной нагрузке компонентов, напечатанных CAL, по сравнению с обычными методами.

В течение последних нескольких лет коллаборация LLNL/UC Berkeley VAM экспериментировала с различными смолами и материалами для создания сложных объектов. Последнее достижение связано с исследованием, проведенным совместно с Калифорнийским университетом в Беркли по открытию новых классов универсальных материалов, которые могут расширить диапазон химических свойств и свойств материалов, достижимых с помощью метода VAM.

По мнению исследователей. Стекло с печатью VAM может повлиять на твердотельные стеклянные устройства с микроскопическими характеристиками, производить оптические компоненты с большей геометрической свободой и на более высоких скоростях и потенциально может обеспечить новые функции или более дешевые продукты.

Реальные приложения могут включать микрооптику в высококачественных камерах, бытовую электронику, биомедицинские изображения, химические датчики, гарнитуры виртуальной реальности, усовершенствованные микроскопы и микрофлюидику со сложной трехмерной геометрией, такие как приложения «лаборатория на чипе». где микроскопические каналы необходимы для медицинской диагностики), фундаментальные научные исследования, производство наноматериалов и скрининг лекарств.

Для получения дополнительной информации свяжитесь с Кэрри Мартин по адресу Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.; 935-424-4175.