瑞典科学家打造出世界上最小 3D 打印酒杯,杯沿比人类头发还细

IT之家7月9日消息,玻璃是一种很难用3D打印技术制造的材料,尤其是微米级别的材料。 但瑞典皇家理工学院的一个科学家团队已经解决了这个难题,开发了一种 3D 打印石英玻璃或无定形硅酸盐的新方法,简化了复杂且耗能的过程。 作为概念验证,他们 3D 打印了世界上最小的酒杯(由真正的玻璃制成),其边缘比人的头发还细,以及用于光纤通信系统的光学谐振器——这是 3D 技术的潜在应用之一。 3D 打印石英玻璃零件。

潦倒新停浊酒杯的杯字_真实的人类瑞典版乐视_

研究合著者 KTH KTH 表示:“互联网的主干网基于玻璃光纤。” “在这些系统中,需要各种过滤器和耦合器,现在可以使用我们的技术进行 3D 打印。” ,这开辟了许多新的可能性。”

二氧化硅玻璃(即无定形二氧化硅)具有优异的性能,如热稳定性、化学稳定性、硬度和光学透明度,但这些性能都无法通过当前的3D打印方法很好地复制,尤其是在微观尺度上更优越。 这些方法都需要使用不同的有机混合物,并在高温下进行长时间的烧结步骤,以去除有机残留物并实现所需的性能。 这个额外的步骤极大地限制了潜在的应用,因为只能使用能够承受高温的基板材料。 有些方法还需要将 3D 打印结构组装成最终形式,这在微米尺度上也很困难。

在开发替代方法等。 选择氢化硅氧烷(HSQ)作为起始材料,这是一种类似于二氧化硅的无机材料,可以通过电子束、离子束和某些波长的紫外线进行图案化。 改变。 这种方法的一个主要优点是它不依赖有机化合物作为光引发剂或粘合剂,而是依赖于无机HSQ的直接交联。

据 IT Home 报道,该过程主要分为三个步骤。 首先,他们将 HSQ 溶解在有机溶剂中,并将其滴到基板上。 HSQ 干燥后,他们用聚焦的亚皮秒激光束描绘出所需的 3D 形状。 最后,用氢氧化钾溶液将未曝光的HSQ溶解掉。 3D 打印微观结构的拉曼光谱分析揭示了石英玻璃的所有预期特征。 然而,也有一些残留的氢和碳。 对于需要更纯石英玻璃的应用,可以通过在 900°C 下对结构进行退火来去除残留的有机物。 经过这种处理后,结构的光谱与商业熔融石英玻璃基板的光谱相匹配。

虽然对 3D 打印微结构进行退火可能会导致它们收缩或变形,但作者发现,与使用立体光刻和直接墨水书写方法制造的玻璃物体相比,它们的二氧化硅玻璃结构的最大收缩率约为 6%。 收缩率在16%至56%之间。 除了作为概念验证的微型酒杯和光学谐振器之外,作者还打印了微型 KTH 徽标、悬臂和锥形螺旋以及二氧化硅玻璃纤维尖端。 他们相信他们的方法可用于为医疗设备和微型机器人等制造定制镜片。 还可以通过在 3D 打印微结构上涂覆纳米金刚石或铁磁纳米颗粒来进一步调整结构的特性,分别用于混合量子光子集成或磁性去除运动控制。

广告声明:文章中包含的外部跳转链接(包括但不限于超链接、二维码、密码等)用于传达更多信息,节省选择时间。 结果仅供参考。 IT之家的所有文章均包含此声明。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时候联系我们修改或删除,多谢。

您可能还会对下面的文章感兴趣: