3Dプリントガラスへのレーザーベースの体積加法製造法

従来のガラス製造技術はコストがかかり、時間がかかる可能性があり、3D印刷ガラスはしばしばざらざらした質感をもたらし、滑らかなレンズには不適切になります。ローレンスリバモア国立研究所（LLNL）とカリフォルニア大学バークレー校の研究者は、新しいレーザーベースの体積加法製造（VAM）アプローチ（ほぼ瞬時の3D印刷の新技術）を使用して、微細なオブジェクトを3D印刷する機能を実証しました。シリカガラスで、数秒または数分で構築できる繊細で層のない光学部品を製造する取り組みの一環です。

「スタートレック」の架空のデバイスにちなんで「レプリケーター」と呼ばれ、ほぼすべてのオブジェクトを即座に作成できます。LLNLとカリフォルニア大学バークレー校が開発したComputed Axial Lithography（CAL）テクノロジーは、コンピューター断層撮影（CT）イメージング手法に着想を得ています。 CALは、ターゲットオブジェクトのデジタルモデルを介してさまざまな角度から投影を計算し、これらの投影を計算で最適化してから、デジタルライトプロジェクターを使用して感光性樹脂の回転ボリュームに配信することで機能します。時間の経過とともに、投影された光パターンは、材料内の3D光線量分布を再構築または構築し、樹脂のバットが回転している間、光のしきい値を超えるポイントでオブジェクトを硬化させます。完全に形成されたオブジェクトは、従来のレイヤーバイレイヤー3D印刷技術よりもはるかに高速で、わずか数秒で実現します。その後、バットを排水して部品を回収します。

カリフォルニア大学バークレー校の研究者は、LED光源の代わりにレーザーを使用するmicro-CALと呼ばれる新しいマイクロスケールVAM技術と、ドイツの会社Glassomerとフライバーグ大学が開発したナノコンポジットガラス樹脂を組み合わせて、頑丈で複雑な微細構造ガラスの製造を報告しました。表面粗さがわずか6ナノメートルで、最小50ミクロンの特徴を持つオブジェクト。

プロジェクトの主任研究員であるカリフォルニア大学バークレー校の機械工学准教授であるヘイデンテイラー氏は、LLNLで特徴付けられたナノコンポジット樹脂と組み合わせて、より高用量の光を生成し、3Dオブジェクトをより速く、より高い解像度で硬化させるマイクロCALプロセスが「お互いに完璧にマッチし、「印象的な結果が印刷されたオブジェクトの強度につながります。」

チームは、micro CALで作成されたガラスの破壊強度を、従来のレイヤーベースの印刷プロセスで作成された同じサイズのオブジェクトと比較しました。チームは、CALで印刷された構造の破壊荷重がより緊密にクラスター化されていることを発見しました。これは、研究者が従来の手法よりもCALで印刷されたコンポーネントの破壊荷重に自信を持つことができることを意味します。

過去数年間、LLNL / UCバークレー校のVAMコラボレーションは、複雑なオブジェクトを作成するためにさまざまな樹脂や材料を実験してきました。最新の進歩は、VAM法によって達成可能な化学と材料特性の範囲を拡大できる新しいクラスの用途の広い材料を発見するためのカリフォルニア大学バークレー校での研究から生じています。

研究者によると。 VAM印刷ガラスは、微視的特徴を備えた固体ガラスデバイスに影響を与え、より幾何学的な自由度と高速で光学部品を製造し、新しい機能や低コストの製品を可能にする可能性があります。

実世界のアプリケーションには、高品質カメラのマイクロオプティクス、家電製品、生物医学イメージング、化学センサー、仮想現実ヘッドセット、高度な顕微鏡、「ラボオンチップ」アプリケーションなどの困難な3D形状のマイクロフルイディクスが含まれます（医療診断、基礎科学研究、ナノ材料製造、および薬物スクリーニングのために顕微鏡チャネルが必要な場合。

詳細については、CarrieMartinまでお問い合わせください。このメールアドレスはスパムボットから保護されています。表示するにはJavaScriptを有効にする必要があります。; 935-424-4175。