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新技术:液态玻璃成3D打印新材料,展现超复杂精密结构
罗纳尔多 2017-04-20
导语

高精密的玻璃结构也可以3D打印?

高精密的玻璃结构也可以3D打印?英国《自然》杂志4月18日发表的一项材料科学研究报告称,德国科学家使用标准3D打印技术,制造出了超复杂、高精细且高质量的玻璃形状,如微小的扭结状脆饼干或城堡。这意味着,现在利用3D打印技术已可以制作具有较高光学性能的结构,可大量适用于设计复杂的透镜和过滤器。

图:德国研究人员制造的3D打印城堡门楼

玻璃是一种拥有超级悠久历史的材料,但时至今日仍具有大量实用属性,包括电绝缘、热绝缘以及无与伦比的光学透明性。但是,制作定制结构,尤其是使用高纯度玻璃(如熔融石英玻璃)来制作并非易事,因为这要求较高的加工温度,有些还要加入有害化学品。

而3D打印技术在过去的几年里,成本越来越低,适用材料范围也更大。但如果想要利用标准3D打印技术制造出高质量、能适用于精密光学设备的玻璃结构,仍然是一大难题。

此次,德国卡尔斯鲁厄理工学院研究人员巴斯汀·拉普及其同事,发明了一种新技术克服了这一难题,他们在标准3D打印机中使用可以自由流动的石英纳米复合材料(被称为“液态玻璃”)制作出复杂的形状,然后经过热加工处理,形成具有较高光学性能的熔融石英玻璃结构。这些结构既光滑又透明,细节特征可以小至几十微米。


该技术并不只是提供精美的工艺品,还能制作出透明度和反射率足够高的表面,应用于大量光学设备中。

文章链接:

Frederik Kotz, et al, "Three-dimensional printing of transparent fused silica glass," Nature 544, 337–339, 2017, doi:10.1038/nature22061

(本文文字来源:科技日报;)

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  • 液态玻璃
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作者 罗纳尔多

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北京理工大学

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  • 梅西 本科生 北京工业大学 本科
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