【中玻網(wǎng)】擴大玻璃3D打印的范圍

　　一組來(lái)自中國的研究人員在他們新的研究中將宏觀(guān)和微觀(guān)混合在一起，旨在擴大玻璃3D打印的范圍。在論文《基于微尺寸分辨率的玻璃物體的3D激光打印》中，作者解釋了他們如何以微尺度分辨率在玻璃中創(chuàng )建宏觀(guān)尺度的3D物體--如果獲得成功，這是迄今為止，飛秒激光誘導化學(xué)蝕刻（FLICE）的二十年研究和努力都尚未實(shí)現過(guò)的。

　　研究人員能夠以高達~3.8 cm的高度3D打印宏觀(guān)玻璃物體，并具有20μm的分布均衡（即橫向與縱向）的空間分辨率。研究人員表示：“通過(guò)在超快激光脈沖與熔融石英的相互作用中揭示未探索狀態(tài)，實(shí)現了激光脈沖在熔融石英內部的無(wú)像差聚焦?！?/p>

　　他們首先將激光脈沖“松散地聚焦”到二氧化硅中，蝕刻多條線(xiàn)，籌備成兩個(gè)不同的X和Y方向柵格。

通過(guò)將皮秒激光脈沖松散地聚焦到熔融石英中來(lái)提供制造分辨率

　?。╝）沿X和Y方向在熔融石英立方體內刻線(xiàn)的示意圖。沿（b）Y和（c）X方向寫(xiě)入的線(xiàn)的橫截面光學(xué)顯微照片。（d）通過(guò)化學(xué)蝕刻（c）的后一列中的內切樣品而產(chǎn)生的中空通道的橫截面顯微照片。

　　研究小組指出它們的橫截面呈現出一個(gè)幾乎完全圓形的形狀。這些線(xiàn)對掃描速度、焦點(diǎn)位置高層度、激光寫(xiě)入方向都不敏感。

　　在清理熔融石英中的納米顆粒后，他們可以通過(guò)擔心將寫(xiě)入激光束“實(shí)時(shí)”偏振的方式進(jìn)行3D打印。作者說(shuō)，這使他們能夠簡(jiǎn)單地在打印系統中進(jìn)行光束引導，使整個(gè)過(guò)程更簡(jiǎn)單與強大。

　　在下面的圖片中，你可以更好地理解他們的研究成果中的成功之處，因為作者創(chuàng )建了一個(gè)愛(ài)因斯坦的頭像，所有的“精細特征”都是可見(jiàn)的--甚至是眼瞼。

　　孔子的雕像也非常細致，表面光滑得令人印象深刻，雖然這可以通過(guò)后退火或激光拋光進(jìn)一步改善。3D打印空氣渦輪機包括在玻璃中的可移動(dòng)部件，清理了對組裝的任何需要。

用熔融石英激光打印的愛(ài)因斯坦的頭部雕塑

　?。╝）雕塑的模型；（b）雕塑的正面；（c）右側；（d）背面；（e）左側。（f）和（g）分別是（b）和（e）的放大圖像，以突出臉部的細節。比例尺：5毫米。

熔融石英激光打印的孔子雕塑

　?。╝）模型；（b）雕塑的正面；（c）左側；（d）背面；（e）右側。在（b），（c）和（d）的圖像右側的插圖中分別顯示了布料上的裝飾圖案、臉部右側和他身后的左手的細節。

采用熔融石英激光打印的空氣渦輪機

　?。╝）整個(gè)空氣渦輪機模型。標示出了空氣噴射的入口和出口；（b）渦輪機的內部包括渦輪風(fēng)扇、驅動(dòng)齒輪--（G3）和兩個(gè)驅動(dòng)齒輪（G1和G2）。G1和G2中的每一個(gè)都與凸輪連接。（c）數碼相機拍攝的渦輪機的圖像。風(fēng)扇的空氣方向和旋轉方向，以及從頂視圖的G1、G2和G3的旋轉方向，如圖上旋轉箭頭表示；（d）兩個(gè)凸輪的初始位置指向左側，如兩個(gè)箭頭所示；（e）由于注入的氣流，兩個(gè)凸輪都順時(shí)針旋轉90°。

　　用玻璃制造越來(lái)越受到關(guān)注，從實(shí)驗到藝術(shù)品，到金屬玻璃，再到碳水化合物玻璃……這只是宏觀(guān)對象將這些研究提升到了一個(gè)新的復雜程度的幾個(gè)例子。