多才多艺的和无处不在的,玻璃是在专门的应用程序,如光纤越来越发现,消费者对“芯片实验室”设备的电子和微流体。然而,传统的玻璃制造技术的技术可以是昂贵和缓慢,和3 d印刷玻璃往往导致粗糙纹理,使他们不适合光滑的镜头。
使用一种新的基于激光体积加法制造(VAM)方法——;一个新兴技术不再3 d打印-;劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员和加州大学伯克利分校了石英玻璃的3 d打印微观对象的能力,努力的一部分生产精致、layer-less光学可以建在几秒或几分钟。研究结果发表在最新一期的杂志上欧洲杯线上买球。
绰号“复制因子”在《星际迷航》虚构的设备后,可以立即制造几乎任何对象,计算出轴向光刻(CAL)技术由LLNL和加州大学伯克利分校的灵感来源于计算机断层扫描(CT)成像方法。卡尔是通过计算预测从许多角度通过一个目标对象的数字模型,优化这些预测计算,然后送他们到一个旋转的光敏树脂使用数字光投影仪。
随着时间的推移,投射光模式重构,或者建立一个3 d光剂量分布在材料、固化对象点超过光阈值的增值税树脂旋转。在短短几秒内完全成形的对象实现——;更快比传统的叠层3 d打印技术;然后增值税是排水检索部分。
称为micro-CAL结合一种新的微型VAM技术,使用激光而不是领导的一个来源,与德国公司开发的纳米复合材料玻璃树脂Glassomer和弗莱堡大学,加州大学伯克利分校的研究人员报告生产坚固的、复杂的微观结构玻璃对象只有6纳米的表面粗糙度与功能至少50微米。
加州大学伯克利分校的副教授机械工程海登泰勒,项目的主要研究者,说micro-CAL过程,产生更高的光剂量和治疗3 d物体速度更快、更高的分辨率,结合纳米复合材料树脂在LLNL特征证明了一个“完美的适合彼此,“创建”引人注目的结果打印对象的力量”。
“玻璃对象时,往往更容易打破它们含有更多的缺陷或裂缝或表面粗糙,“泰勒说。”卡尔的能力使对象与光滑表面比其他3 d印刷过程是一个巨大的潜在的优势。”
团队相比微CAL-built玻璃的强度相同大小的对象由一个更传统的层的印刷过程,并发现CAL-printed结构的破坏载荷更紧密地聚集在一起,这意味着研究人员可以更有信心的破坏载荷CAL-printed组件在传统技术。
LLNL合著者Caitlyn Krikorian厨师,一个组长和聚合物工程师在实验室里的材料工程部门,纳米复合材料树脂的固化动力学特征与曝光。欧洲杯足球竞彩印刷高粘度树脂是具有挑战性的,如果不是不可能,与当前在LLNL传统有限元系统,库克说,并补充说对微光学VAM的好处是,它可以产生非常光滑的表面没有分层的工件,导致更快的印刷没有额外的后处理。
“你可以想象试图创建这些小微光学和复杂的微体系结构使用标准制造技术;真的是不可能的。”库克说。”,并能够打印出来现成的不用做抛光技术节省了大量的时间。如果你能消除后形成光学抛光步骤——;较低的粗糙度-,你可以打印一个部分可以使用了。”
库克执行现场树脂特性与光谱仪测量阈值的反应材料的光聚合动力学抑制剂修饰符。修饰符,加上激光VAM方法的严谨,是印刷的“秘密武器”在微尺度高分辨率光学。
“通过创建一个阈值的响应,我们能够显著提高分辨率,”库克说。“我们利用类似的阈值响应报告在我们之前的工作中,除了我们实现它在一个不同的类的光敏聚合物化学。我们开始更好地理解所需的动力学体积制造”。
在过去的几年里,LLNL /加州大学伯克利分校VAM协作已经试验了不同的树脂和材料来创建复杂的对象。欧洲杯足球竞彩最新的进步源于与加州大学伯克利分校的一项研究,发现新类型的多功能材料,可以扩大范围的化学和材料特性可以实现通过VAM方法。欧洲杯足球竞彩
库克和加州大学伯克利分校的研究人员称VAM-printed玻璃可能会影响固体玻璃设备与微观特性,产生更多的几何光学组件自由和更高的速度和可能会启用新的功能或成本更低的产品。
现实世界的应用程序可能包括微光学高质量的相机、消费电子产品、生物医学成像、化学传感器、虚拟现实耳机,先进的显微镜和微流体等具有挑战性的3 d几何图形“芯片上的实验室”应用程序,在微观渠道需要医疗诊断,基本的科学研究,纳米材料制造和药物筛选。另外,玻璃的良性的特性很好地生物材料,或在高温或化学阻力的情况下,库克补充道。欧洲杯足球竞彩
伯克利/ LLNL团队也研究应用生物打印,如制造器官或“lung-type”结构使用VAM和投影micro-stereolithography的组合。
在LLNL,库克说,她和她的团队将进一步调优解决VAM和变量所需的剂量范围的决议和打印速度。库克是继续支持特性和材料开发、多米尼克•Porcincula和丽贝卡·沃尔顿,她的功能架构材料工程集团欧洲杯足球竞彩的成员,目前有VAM可行性研究推进VAM对于较大的光学玻璃印刷努力。
印刷玻璃“挑战在于部分越大,越重要的收缩应力时从一个绿色的国家燃烧出二氧化硅颗粒之间的粘结剂成棕色部分粒子融合成一个完全致密的玻璃部分。欧洲杯猜球平台开裂问题通常出现在较大的打印由于这些收缩应力,”库克说。“我们的团队在LLNL开发定制的配方生产更大的光学和玻璃印刷部分脱脂时间和烧结过程中不会裂。”
最近在LLNL工作由实验室定向研发(LDRD)计划。
合作者的欧洲杯线上买球论文包括第一作者约瑟夫Toombs加州大学伯克利分校和李气涌,Manuel Luitz和苏菲在德国弗莱堡大学的Jenne巴斯蒂安·拉普和弗雷德里克Kotz-Helmer Glassomer和弗莱堡大学的。
来源:https://www.llnl.gov/