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打印硫系玻璃用于廉價(jià)光學(xué)元件

2019-05-07 來(lái)源：增材之光

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【中玻網(wǎng)】加拿大拉瓦爾大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)了一種用改進(jìn)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(jīng)成功地打印了各種類(lèi)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(kāi)發(fā)用于低成本傳感器、電信組件和生物醫學(xué)設備的玻璃組件和光纖特別有用。

　　“光學(xué)材料的3D打印將為設計和組合材料以生產(chǎn)未來(lái)光子元件和光纖的新時(shí)代鋪平道路?！贝髮W(xué)光子與激光（COPL）小組研究小組光學(xué)中心成員Yannick Ledemi說(shuō)?！斑@種新方法可能會(huì )在低成本效率高制造紅外光學(xué)元件方面取得打破性進(jìn)展?！?/p>

　　研究人員生產(chǎn)出了實(shí)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(gè)形狀和尺寸復雜的樣本。盡管這一過(guò)程仍在解決一些問(wèn)題，研究人員相信它可以用于生產(chǎn)紅外玻璃組件或纖維預制件。

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　　硫系玻璃打印機的研制

　　這一發(fā)現的另一個(gè)重要原因是設備相對簡(jiǎn)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(shí)現玻璃的打印目的。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現在有兩個(gè)E3DV6擠出機彼此靠近，接近增加了加熱區的長(cháng)度。此外，由于其基于FDM打印的設計，它已經(jīng)有了驅動(dòng)輪。研究人員對這些進(jìn)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(guò)改變張力控制器的工作張力和電流手動(dòng)調節兩臺擠出機。但是，送絲速度和打印床位移是自動(dòng)的。研究人員在打印過(guò)程中使用了直徑為0.4毫米的噴嘴。他們建議使用具有類(lèi)似熱膨脹系數的基底材料來(lái)限制熱應力。誠然，這并不是很好用。研究人員還建議在化學(xué)通風(fēng)柜下工作，并使用氣密保護外殼。畢竟，打印硫系玻璃會(huì )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(lái)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(xué)質(zhì)量，從而能夠生產(chǎn)用于光纖拉伸的玻璃預制件。

　　特色圖片由拉瓦爾大學(xué)提供。

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