研究人員首次成功研製出3D打印硫屬化物玻璃，這是一種獨特的材料，用於(yu) 製造在中紅外波長下工作的光學元件。3D打印這種玻璃的能力可以為(wei) 新型低成本傳(chuan) 感器，電信組件和生物醫學設備製造複雜的玻璃組件和光纖。

在光學學會(hui) (OSA)雜誌“光學材料快車”中，來自加拿大拉瓦爾大學的Photondique et Laser(COPL)的研究人員Patrick Larochelle及其同事描述了他們(men) 如何修改用於(yu) 玻璃擠出的商用3D打印機。這種新方法基於(yu) 常用的熔融沉積成型技術，其中塑料長絲(si) 熔化然後逐層擠出以創建詳細的3D物體(ti) 。

“光學材料的3D打印將為(wei) 設計和組合材料以生產(chan) 未來光子元件和光纖的新時代鋪平道路，”研究團隊成員Yannick Ledemi說。“這種新方法有可能以低成本實現紅外光學元件高效製造的突破。”

印刷玻璃

與(yu) 其他玻璃相比，硫屬化物玻璃在相對較低的溫度下軟化。因此，研究團隊將商用3D打印機的最高擠出溫度從(cong) 260°C提高到330°C，以實現硫屬化物玻璃擠出。他們(men) 生產(chan) 的硫屬化物玻璃長絲(si) 的尺寸與(yu) 通常與(yu) 3D打印機一起使用的商用塑料長絲(si) 相似。最後，打印機進行了編程，創建了兩(liang) 個(ge) 形狀和尺寸複雜的樣品。

“我們(men) 的方法非常適用於(yu) 軟質硫屬化物玻璃，但也正在研究其他方法來印刷其他類型的玻璃，”Ledemi說。“這可以製造由多種材料製成的部件。玻璃也可以與(yu) 具有專(zhuan) 門導電或光學特性的聚合物結合，生產(chan) 出多功能3D打印設備。”

3D打印也可用於(yu) 製造纖維預製件 - 一塊拉入光纖的玻璃 - 具有複雜的幾何形狀或多種材料，或兩(liang) 者的組合。一旦設計和製造技術進行了微調，研究人員就表示，3D打印可用於(yu) 廉價(jia) 製造大量紅外玻璃組件或光纖預製件。

“基於(yu) 3D印刷的硫屬元素化物成分可用於(yu) 國防和安全應用的紅外熱成像，”Ledemi繼續說道。“他們(men) 還將為(wei) 汙染物監測，生物醫學和其他應用提供傳(chuan) 感器，其中分子的紅外化學特征被用於(yu) 檢測和診斷。”

研究人員正在努力改進打印機的設計，以提高其性能，並能夠增加由硫屬化物玻璃製成的複雜零件或部件的製造。他們(men) 還希望添加新的擠出機，以便與(yu) 聚合物共同印刷，以開發多種材料組件。