3D打印硫系玻璃，加工廉價光學部件
發(fā)布日期：2019-04-26 08:23:59
據了解，加拿大拉瓦爾大學的研究人員開發(fā)了一種用改進的打印機打印硫系玻璃的3D打印方法。雖然以前的項目已經成功地打印了各種類型的玻璃，但硫系版本具有許多理想的特性。這些特性對于開發(fā)用于低成本傳感器、電信組件和生物醫(yī)學設備的玻璃組件和光纖特別有用。 “光學材料的3D打印將為設計和組合材料以生產未來光子元件和光纖的新時代鋪平道路?！贝髮W光子與激光（COPL）小組研究小組光學中心成員Yannick Ledemi說?！斑@種新方法可能會在低成本高效制造紅外光學元件方面取得突破性進展?！?/span>
研究人員生產出了實際的硫系玻璃絲材，其尺寸與磨制玻璃絲材的尺寸相似。他們還將打印機編程為創(chuàng)建兩個形狀和尺寸復雜的樣本。盡管這一過程仍在解決一些問題，研究人員相信它可以用于生產紅外玻璃組件或纖維預制件。
硫系玻璃打印機的研制
這一發(fā)現(xiàn)的另一個重要原因是設備相對簡單。雖然許多項目需要制造一臺全新的3D打印機，但研究人員能夠修改一臺典型的FDM設備（Creacity，Ender 4），以實現(xiàn)玻璃的打印目的。這表明該工藝可能不需要某種強度的設備。
由于打印硫系玻璃需要更多的熱量（330°C），研究人員修改了擠出機。Ender4現(xiàn)在有兩個E3DV6擠出機彼此靠近，接近增加了加熱區(qū)的長度。此外，由于其基于FDM打印的設計，它已經有了驅動輪。研究人員對這些進行了修改，以增加負載，并使玻璃絲材能夠供應。
為了獲得適當的硫系玻璃擠出粘度，必須通過改變張力控制器的工作張力和電流手動調節(jié)兩臺擠出機。但是，送絲速度和打印床位移是自動的。研究人員在打印過程中使用了直徑為0.4毫米的噴嘴。他們建議使用具有類似熱膨脹系數的基底材料來限制熱應力。誠然，這并不是很好用。研究人員還建議在化學通風柜下工作，并使用氣密保護外殼。畢竟，打印硫系玻璃會釋放出一些非常強大和危險的蒸汽。
研究人員表示，他們未來的工作將集中在改善熱管理和工藝條件上。因此，他們希望提高機械強度和光學質量，從而能夠生產用于光纖拉伸的玻璃預制件。
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