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实验室科学家成功打印玻璃光学

2018-04-19 02:37 点击:
劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员已经成功实现了3D打印的光学品质眼镜,与目前市场上的商用玻璃产品相当。他们用实验室开发的油墨生产了小型测试件,其性能“在商用光学级玻璃范围内”。
 
由于玻璃的折射率对其热历史敏感,因此难以确保从熔融玻璃相印刷的玻璃将导致期望的光学性能。 LLNL团队通过让打印机以糊状形式沉积材料,然后加热整个印刷物以形成玻璃,克服了这些困难,使其具有均匀的折射率并消除了会降低光学系统的光学畸变。
 
“从熔融玻璃印刷的部件往往会显示出3D打印过程的质地,即使您要打磨表面,您仍然可以在散装材料中看到印刷过程的证据,”LLNL化学工程师Rebecca Dylla-Spears说。项目的首席研究员。 “使用粘贴可以让我们获得光学所需的统一索引。现在我们可以采用这些组件并做一些有趣的事情。“
 
LLNL的研究人员(包括LLNL化学工程师和项目负责人Rebecca Dylla-Spears和LLNL材料工程师Du Nguyen)已经使用3D打印技术,使用通过直接墨水书写工艺挤出的二氧化硅颗粒“浆料”制造透明玻璃部件。
 
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定制油墨旨在形成二氧化硅和二氧化硅 - 二氧化钛玻璃,让研究人员调整玻璃的光学,热学和机械性能。尽管研究人员将小型简单形状的光学元件作为概念证明,但该技术最终可应用于任何使用玻璃光学元件的设备;它可能会创造出具有几何结构的光学元件,并且通过常规制造方法无法实现组成变化。例如,梯度折射率透镜可以抛光成平面,取代用于传统曲面镜片的更昂贵的抛光技术。
 
 
Dylla-Spears说:“增材制造为我们提供了一种新的自由度,以前所未有的方式组合光学材料。 “它打开了过去不存在的设计,允许设计材料内的光学形状和性质。”
 
LLNL团队现在正在混合和图案化不同的材料成分,希望能够控制材料属性并制作折射率渐变镜片。 LLNL已经就该技术申请了专利,并且已经引起了大型玻璃制造商的兴趣。
 

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