3D打印技術似乎要在光纖製造行業(ye) 掀起一場革命。上個(ge) 月南安普頓大學的科學家使用3D打印技術開發具有各種複雜結構和形狀的光纖的新聞。近日，悉尼大學又爆出消息，該校的一隊科學家找到了一種使用3D打印技術製造光纖的新方法，這種方法不僅(jin) 能夠節省成本和勞力，而且增加了光纖可能的形狀和可使用的材料。

悉尼大學這項研究成果已經發表在了《OSA Optics Letters》雜誌上，論文題目是《用3D打印的預製棒拉製的空心結構光纖（Air-structured optical fibre drawn from a 3D-printed preform）》。該校的這個(ge) 研究團隊實際上用普通的FDM桌麵3D打印技術創造了一種新的預製棒（光纖都是用預製棒拉製成的）。

該研究團隊由悉尼大學跨學科光子實驗室（iPL）的John Canning教授領導。這個(ge) 團隊首先使用Inventor軟件設計出預製棒的形狀，然後用澳大利亞(ya) 本地廠商Deltastine生產(chan) 的一台Redback-2桌麵3D打印機打印了出來。當然，由於(yu) 是用於(yu) 光學研究，科學家們(men) 在市場上仔細挑選了一款名為(wei) SBP的透明線材作為(wei) 打印材料。所謂的SBP，實際上是用苯乙烯—丁二烯共聚物和聚苯乙烯製成的改性ABS。研究人員在論文中指出，之所以選擇SBP，是因為(wei) 它的透明度、柔韌性，而且扭曲時不會(hui) 變色。

這些3D打印好的預製棒再用計算機化的拉絲(si) 塔拉伸稱成薄光纖。盡管由於(yu) 之前從(cong) 沒有使用SBP材料製作過光纖，研究團隊遇到了一些波折，但是最終的結果是驚人的。研究人員任意選擇了一種預製棒的設計，該設計是由實芯周圍包圍著6個(ge) 管狀洞。他們(men) 最初打印的是1.6厘米直徑、10厘米長。但是在拉製之後的纖維，有一根直徑為(wei) 712微米另一根為(wei) 605微米（由於(yu) 打印設置和材料的一些問題，該纖維截麵為(wei) 橢圓形狀）。更重要的是，即使在如此微小的尺度之下，它們(men) 仍然保持相同的形狀，這樣光能夠以電信傳(chuan) 輸頻帶的形式穿過它們(men) 。換句話說，科學家們(men) 證明了使用3D打印製作具有獨特形狀的光纜以用於(yu) 電信應用的可能性。

當然，這隻是實現3D打印光纖的第一步，研究團隊未來還有很多工作要做，包括改進3D打印機的設置、確認拉伸SBP材料所需要的準確溫度等，以及更加令人興(xing) 奮的是，探索用這種技術製造出各種可能形狀的光纖及其用途。該論文還描述了將這種塑料材質的3D打印光纖用於(yu) 醫療設備的可能性。

當Canning教授被問到他想要創造什麽(me) 樣的我問甘寧教授什麽(me) 樣的幾何形狀時，他立刻舉(ju) 出了菲涅爾透鏡（又名螺紋透鏡）的例子（不過這種光學元件已經能夠被LUXeXcel公司的光學3D打印技術實現了）。“就今後的幾何形狀而言，”Canning教授解釋說，“3D打印的神奇在於(yu) ，原則上，你可以實現任何幾何形狀——這已經是一個(ge) 很大的挑戰。通常在聚合物中，人們(men) 會(hui) 用CNC銑床鑽孔，但這是有缺陷的。通常對於(yu) 周期性的結構，比如光子晶體(ti) 纖維，通常會(hui) 用毛細管堆疊的方式獲得，但是這種方法無法在光纖的2D橫截麵上形成周期性的結構，最好的解決(jue) 方案是製造出不是周期性、但屬於(yu) 準周期的結構，就像菲涅耳纖維上的那樣。我們(men) 曾經是第一家引入鑽孔技術的，諷刺的是，為(wei) 了製作出第一根菲涅爾纖維我們(men) 也曾經在二氧化矽（玻璃）上鑽孔——結果為(wei) 了在一根5厘米長的無開裂預製棒上鑽一個(ge) 結構我們(men) 整整花了10個(ge) 小時。”

LUXeXcel公司3D打印的菲涅爾透鏡。

Canning教授接著指出，玻璃3D打印技術將徹底改變光纖的製造方式。“這是顯而易見的，盡管在我們(men) 的論文裏使用的是成本非常低的聚合物熔融沉積技術，這也限製了分辨率和孔尺寸（作為(wei) 一名科學家他不得不在現實的預算範圍進行研究），但它畢竟清楚地說明了為(wei) 什麽(me) 它會(hui) 徹底改變光纖製造（即使是實芯光纖）。特別是當玻璃3D打印機加入這一行列時——我認為(wei) 3D打印為(wei) 光纖研究和光纖的製造帶來了一個(ge) 激動人心的未來。”