透明的玻璃微结构的低温3D打印
Mingzhe Li1, Liang Yue1, Arunkumar Chitteth Rajan2
1The George W. Woodruff School of Mechanical Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, GA 30332, USA.
Science advances
|October 4, 2023
概括
研究人员开发了一种新的光化学方法,以快速和低温3D打印复杂的玻璃微结构. 这种技术为制造复杂的玻璃部件提供了更快,更温和的替代方案.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 摄影化学的使用.
- 增材制造 增材制造 增材制造
背景情况:
- 透明的玻璃具有宝贵的光学,热和化学性能,对于各种应用至关重要.
- 制造复杂和微型的玻璃结构是具有挑战性的,因为材料固有的困难在塑造.
- 现有的玻璃3D打印方法通常很慢,需要高温.
研究的目的:
- 为3D打印玻璃微结构引入一种新的,低温的,快速的光化学策略.
- 为了证明使用这种新技术创建复杂的玻璃几何形状的可行性.
- 克服传统玻璃加工和3D打印方法的局限性.
主要方法:
- 使用可光固化的聚二甲基素树脂进行复杂结构的初始3D打印.
- 在臭氧环境中采用深紫外线 (DUV) 辐射,将印刷树脂转化为二氧化.
- 为低温 (~220°C) 和快速 (<5小时) 转换优化了DUV-臭氧过程.
主要成果:
- 成功制造了微米精度的透明玻璃微结构.
- 实现了高透明度和光滑的表面,与商业化玻璃相提并论.
- 证明了DUV-臭氧转换过程的低温和快速性质.
结论:
- 开发的基于光化学的策略使复杂的玻璃微结构能够高效地制造.
- 这种方法比传统的玻璃加工和现有的3D打印技术有了显著的进步.
- 为设计和制造各种应用的任意玻璃结构开辟了新的途径.
