加利福尼亞州勞倫斯利弗莫爾國家實(shí)驗室（LLNL）的一個研究小組最近實(shí)現(xiàn)了3D打印光學(xué)領(lǐng)域激動人心的新突破，從事光學(xué)項目的科學(xué)家和工程師開發(fā)出了一種新的3D打印技術(shù)，該技術(shù)利用特制的墨水，這種墨水是從定制的打印機(jī)中擠出來的。他們成功地印刷了具有高級光學(xué)特性的小型測試件，與許多市售玻璃產(chǎn)品相媲美。現(xiàn)在已經(jīng)為創(chuàng)新的3D打印過程申請了專利。

此前已有媒體報道過LLNL的3D打印光學(xué)工作，過去，許多3D打印光學(xué)技術(shù)已經(jīng)嘗試過，例如Fraunhofer IOF和Micron3DP，通常使用玻璃絲和先進(jìn)的SLA工藝。 LLNL的研究人員率先提出使用定制3D打印油墨來改進(jìn)制造玻璃的FDM沉積技術(shù)。印刷光學(xué)有效執(zhí)行的困難在于玻璃的折射率對其熱敏感。為了解決這個問題，研究人員選擇以糊狀形式存放特殊LLNL開發(fā)的材料，然后加熱整個印刷品以形成成品。這意味著玻璃能夠保持均勻的折射率，從而消除了可能導(dǎo)致光學(xué)功能下降的任何光學(xué)畸變。

定制3D打印油墨由不同的二氧化硅和二氧化鈦顆粒的漿料形成。他們進(jìn)行了微調(diào)，以便印刷具有特定熱學(xué)和機(jī)械性能以及高光學(xué)性能的玻璃。“從熔融玻璃打印出來的成分通常會在3D打印過程中顯示出紋理，即使您打算拋光表面，您仍然可以在散裝材料中看到印刷過程的證據(jù)，”LLNL化學(xué)工程師Rebecca Dylla-Spears說，該項目的主要研究人員“，這種方法使我們能夠獲得光學(xué)所需的指數(shù)均勻性，現(xiàn)在我們可以采取這些組件并做一些有趣的事情。”

最初打印的測試件很小，但現(xiàn)在該技術(shù)已被證實(shí)，許多可能的應(yīng)用程序可用于測試。可以用幾何結(jié)構(gòu)和組成變化來制造光學(xué)器件，這是使用更傳統(tǒng)的制造方法無法實(shí)現(xiàn)的。例如，3D打印技術(shù)可以用來制造可以拋光的折射率漸變的透鏡，這將取代用于傳統(tǒng)曲面透鏡的更昂貴的拋光技術(shù)。Dylla-Spears說：“增材制造為我們提供了一種新的自由度，以我們以前無法做到的方式組合光學(xué)材料。 “它開辟了過去不存在的新設(shè)計空間，允許設(shè)計材料內(nèi)的光學(xué)形狀和光學(xué)特性。

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網(wǎng)譯自：3ders.org?