研究人员开发了一种新的基于激光的基于激光的方法，用于3D打印错综复杂的玻璃制成的零件。通过进一步的开发，新方法可用于制作复杂的光学器件进行视觉，成像，照明或激光的应用。
“大多数3D打印过程是一层一层地构建物体，”该研究团队领导来自Fresnel Institute和Ferne Centrale Marseille的芬罕巴利诺斯。“我们的新工艺通过使用激光束将 - 或聚合 - 将液体前体转化为实心玻璃，避免这些过程的局限性。”
发表在《光学学会》杂志上光学字母，Gallais和Research团队成员Thomas Doualle和Jean-Claude Andre演示了他们如何使用新技术在3D音量中创建详细的对象而不使用经典层逐层方法。使用这种方法，它们创造了各种二氧化硅玻璃物体，如自行车和埃菲尔铁塔的微型模型，没有任何毛孔或裂缝。
3D打印方法基于多相聚合，确保聚合，将液体单体分子连接在一起的聚合，仅在精确的激光焦点处发生。它允许直接制造尺寸范围的3D部分，其尺寸从几微米到几十厘米，其分辨率仅由用于激光束整形的光学器件限制。
“玻璃是制造光学的主要材料之一，”欧洲杯足球竞彩Gallais说。“我们的作品代表了开发一个可能有一天允许科学家允许科学家们进行3D打印所需的光学组件的过程的第一步。”
找到合适的材料
使用传统的逐层构建3D玻璃对象的方法有几个局限性。印刷过程的速度受到层压时间的限制，当使用高粘性树脂时，很难创造出厚度一致的层压。
使复杂部件通常需要支撑，必须精确定位，然后一旦物体硬化就会删除。
虽然多光子聚合可以用来避免逐层的方法，但3D打印玻璃物体需要在初始液相和聚合后的激光波长下都是透明的材料。
它还必须吸收激光波长的一半，以启动多光子聚合过程。
为了实现这一目标，研究人员使用了一种包含光化学引发剂、树脂和高浓度二氧化硅纳米颗粒的混合物来吸收激光。欧洲杯猜球平台
除了与激光良好的工作，这种混合物的高粘度允许3D零件形成没有变形的问题，或支持保持物体在3D打印的位置。
“对技术至关重要的是基于STRICKLAND的高功率超速激光器，MORO的啁啾脉冲放大技术在2018年以诺贝尔奖认可，“Gallais说。“只有强烈而非常短的脉冲将产生具有高精度和无热效果的非线性光学聚合。”
测试的过程
验证可以使用二氧化硅纳米粒子混合物创建固体物体后，研究人员使用了3D打印方法来创建具有复杂形状的物体。它们还应用了将聚合零件转化为玻璃的过程。
“我们的方法有可能用于生产几乎任何类型的3D玻璃物体，”Gallais说。“例如，我们正在探索生产可用于奢侈手表或香水瓶的玻璃零件的可能性。”
研究人员正在努力使这项技术更实用，并降低成本，例如，通过试验更便宜的激光源。他们还希望优化工艺，以提高表面质量，降低粗糙度。
纸质：T. Doualle，J.-C。Andre，L. Gallais，“通过多选聚合过程的二氧化硅玻璃3D印刷”，选择。Lett。，46,2,364-367（2021）。
