近日，美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的科學家們開發出一種3D打印透明玻璃的新技術，據說該技術可能會改變激光器和其他光學器件的構建方式。
LLNL研究人員認為，FDM和立體光刻3D打印等技術不能完全熔融玻璃材料，這一點會導致多孔或不均勻的結構。為此，他們創造了一系列定制的玻璃墨水。
這些用玻璃顆粒的濃縮懸浮液制成的墨水具有高度受控的流動性，因此可在室溫下打印。打印完成后，會對打印件進行熱處理，以使其更致密和清除打印痕跡。這一步完成后，可對打印件進行一個光學質量的拋光，從而讓對象有一個更好的光學均勻性。
剛從3D打印機上取下來的打印件是不透明的，但經過干燥和熱處理后，它會變得透明。
那么這種新的玻璃3D打印技術有哪些用途呢？據LLNL研究人員介紹，由于采用的是直接墨水寫入工藝，新技術因此能提供一個高分辨率，所以用途相當多。例如，通過用這種方法來3D打印玻璃，科學家可在單個平面光學元件中整合入不同的折射率。通常，這些透鏡特性的實現需要特殊的形狀。
“拋光復雜的或非球面的鏡片需要很多技能和勞力，拋光一個平面會更容易。通過控制打印件的折射率，您可以改變光線的彎曲度，從而使得一個鏡片可被拋光成平面，”研究人員解釋說。
研究人員認為，新的3D打印技術可以補充現有的光學實踐，而不是替代。例如，可用該技術來創建目前市場上不存在的組合梯度，或者一些3D打印元件可被用來減小光學系統的尺寸、重量或成本。
現在，LLNL科學家計劃通過改變玻璃的組成來嘗試3D打印高品質的光學元件和梯度折射率透鏡。他們還將嘗試光學之外的應用，如3D打印幾何形狀復雜的玻璃微流控裝置。
這項與明尼蘇達大學和俄克拉荷馬州立大學合作開展的研究現已發表在《Advanced Materials》雜志上。
