开发3 d打印玻璃光学和微流体

图片致谢:shutterstock.com/FloridaStock

3 d打印技术可用于制造复杂的3 d对象,并已被证明是非常有用的形成复杂的组件,如用于航空航天,甚至假肢。然而,各种各样的材料,这些材料可以用来制作过程,欧洲杯足球竞彩直到最近,是有限的。目前,新技术的进步意味着眼镜和金属等材料可用于3 d印刷。欧洲杯足球竞彩

3 d打印技术使用计算机辅助设计过程来构建对象层的层。项目可以是任何形状。这与材料脱离一个空白在传统加工或注射成型过程中成型的产品。桌面制造业的年龄真的在进步。

虽然材料,如金属、欧洲杯足球竞彩粘土、塑料、甚至生物细胞用于3 d印刷,玻璃的3 d打印技术一直难以捉摸。然而,新的研究打破了本公约和3 d打印高质量的玻璃。预计这将产生巨大的影响生产的镜片,激光光学、和其他复杂的玻璃组件。

为什么很难3 d打印玻璃?

玻璃是一个至关重要的高性能材料很大程度上是因为其无与伦比的光学透明性、化学、机械、热阻和电绝缘性能。问题是,玻璃,特别是高纯度玻璃如石英玻璃,塑造成首选形式非常困难。

传统的过程需要高温熔化和铸造过程对大对象或腐蚀性化学物质腐蚀微观属性的使用。这些缺点使眼镜的3 d打印。大多数组织的3 d打印玻璃熔体玻璃冷却后,残余应力和开裂的可能性。

研究人员已经证明了一些3 d打印技术为玻璃对象,但这些有很大的缺点。粘结剂喷射被应用到玻璃克服高粘度和高熔化温度,和烧结玻璃对象从这种技术在市场上。然而,他们非常脆弱,似乎是不透明的,因为光散射从所使用的玻璃粉末。

还可以有丝形成的玻璃,可以热或机械应力的焦点。手动送丝方法略好;然而,它限制了控制和自动化。最重要的玻璃结构由早期的3 d打印技术已经漏洞百出,不透明,和不均匀的内部结构,使其产生的较小的质量比玻璃结构使用传统的技术。

3 d印刷玻璃液体油墨

一个团队在德国卡尔斯鲁厄理工学院的“自然”中描述的方法打印3 d对象由纯玻璃使用传统3 d印刷设备。2020欧洲杯下注官网

这个新系统是基于液态玻璃的墨水的发展。这玻璃油墨有玻璃纳米复合材料,玻璃纳米颗粒悬浮在固化预聚物。欧洲杯猜球平台一旦3 d印刷,玻璃是搬到一个热处理炉,治愈了玻璃和复合燃烧掉多余的材料。欧洲杯足球竞彩结果是一个对象组成的纯净,透明的石英玻璃,可以打印带有千分尺规模。

印刷熔融石英玻璃无孔,光学透明度与商业熔融石英玻璃,表面光滑,只有几个纳米的不规则性。过程已得到改进进一步通过与金属盐掺杂玻璃油墨,允许印刷彩色玻璃对象。

使用熔融玻璃作为媒介

介导物质麻省理工学院的研究小组也被检查3 d打印技术的玻璃。团队使用不同的方法来创建第一个熔融玻璃材料三维挤压系统,他们可以使用它来创建光学透明的项。

小说过程使用玻璃的熔融状态,然后打印,使用陶瓷喷嘴忍受高温,然后退火。印刷参数和过程全数字控制,允许可重复性高,尺寸稳定性好。发展过程是困难的,玻璃的粘度与温度变量建模和新系统在玻璃窑炉必须被创建。

流程已经完全建模、检验和优化,这涉及到一个陶瓷喷嘴的几何控制,建模玻璃粘度调节玻璃水平,修改不同窑的温度分布,以及不同层高度和进给速率。集成的颜色是获得以及卷的生产模式来创建对象的不同长度尺度。

表征玻璃制作3 d对象的显示强劲的层间附着力和增加相当大的力量在激烈的构建过程时,大约有60%的跨层材料强度。关于光学特性、高透明度是注意到用LED光源和多方面的苛性模式创建基于样本几何。

在室温下3 d印刷玻璃对象

2017年4月,有史以来第一次,一个团队在劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)在室温下3 d打印的透明玻璃。这种技术使用硅墨水,3 d打印和热处理创建亚分辨率的光学透明玻璃结构的特性。

油墨的硅粉悬浮在液体和使用直接打印墨水写。创建自定义油墨从集中悬浮液的玻璃颗粒极其控制流属性,这样他们就可以被打印在室温下。欧洲杯猜球平台印刷结构然后干燥和烧结温度远低于硅熔点形成固体,非晶,透明玻璃结构,完成以前需要传统的玻璃制造。

印刷后,对象是不透明的,但一旦打印对象经过热处理,材料致密和所有印刷消失的迹象。热处理可确保透明度和光学均匀性。最后一步是一个光学质量波兰玻璃可以获得光学均匀性。

这种技术主要是有利于光学制造商因为它允许控制玻璃的折射率。这意味着具有不同折射率的玻璃可以创建成一个单一的平面视觉而不是复杂形状光学。平光学是容易得多比传统曲面光学、波兰和完善,希望这种方法将使光学组件更经济。

预期的趋势在3 d印刷玻璃

的3 d打印技术的玻璃肯定会增加光学工程师的能力,也是预期影响世界的微流体设备。玻璃是一种优越的材料微流体由于其耐化学性,光学透明性,它对化学表面修饰的设施。Mo-Sci公司与西北大学目前合作开发一个形状复杂的3 d打印技术碱石灰,密封,高温应用硼硅酸盐玻璃和其他组件。

技术玻璃Mo-Sci

Mo-Sci公司提供专业知识和质量在精密玻璃技术。它可以提供各种各样的专业眼镜定制需求,甚至与其他公司合作发展的革命性应用玻璃材料。欧洲杯足球竞彩

引用

1. 凯特·康明斯加法制造的崛起,工程师,2010年5月,2017年12月检索
2. 科孜弗雷德里克et al .,透明石英玻璃、性质的三维印刷(2017)。DOI: 10.1038 / nature22061
3. 约翰·克莱因et al .,加法制造光学透明的玻璃,3 d打印技术和添加剂制造,卷2,3号,2015年
4. d·t·阮et al ., 3 d打印的透明玻璃,放置板牙。2017年,29日,1701181。

这些信息已经采购,审核并改编自Mo-Sci集团提供的材料。欧洲杯足球竞彩

在这个来源的更多信息,请访问Mo-Sci集团。