Metode Pembuatan Aditif Volumetrik Berbasis Laser untuk Kaca Cetak 3D

Teknik pembuatan kaca tradisional bisa mahal dan lambat, dan kaca pencetakan 3D sering kali menghasilkan tekstur yang kasar, membuatnya tidak cocok untuk lensa yang halus. Menggunakan pendekatan Volumetric Additive Manufacturing (VAM) berbasis laser baru — teknologi baru dalam pencetakan 3D hampir instan — para peneliti di Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) dan University of California, Berkeley, telah menunjukkan kemampuan untuk mencetak objek mikroskopis 3D dalam kaca silika, bagian dari upaya untuk menghasilkan optik halus tanpa lapisan yang dapat dibuat dalam hitungan detik atau menit.

Dijuluki "replikator" setelah perangkat fiksi dalam "Star Trek" yang dapat langsung membuat hampir semua objek, teknologi Computed Axial Lithography (CAL) yang dikembangkan oleh LLNL dan UC Berkeley terinspirasi oleh metode pencitraan computed tomography (CT). CAL bekerja dengan menghitung proyeksi dari banyak sudut melalui model digital objek target, mengoptimalkan proyeksi ini secara komputasi dan kemudian mengirimkannya ke dalam volume berputar resin fotosensitif menggunakan proyektor cahaya digital. Seiring waktu, pola cahaya yang diproyeksikan merekonstruksi, atau membangun, distribusi dosis cahaya 3D dalam material, menyembuhkan objek pada titik yang melebihi ambang batas cahaya sementara tong resin berputar. Objek yang terbentuk sepenuhnya terwujud hanya dalam hitungan detik — jauh lebih cepat daripada teknik pencetakan 3D lapis demi lapis tradisional — dan kemudian tong dikeringkan untuk mengambil bagiannya.

Menggabungkan teknik VAM skala mikro baru yang disebut mikro-CAL, yang menggunakan laser sebagai pengganti sumber LED, dengan resin kaca nanokomposit yang dikembangkan oleh perusahaan Jerman Glassomer dan Universitas Freiburg, peneliti UC Berkeley melaporkan produksi kaca struktur mikro yang kokoh dan kompleks objek dengan kekasaran permukaan hanya enam nanometer dengan fitur hingga minimal 50 mikron.

UC Berkeley Associate Professor Teknik Mesin Hayden Taylor, Investigator Utama proyek, mengatakan proses mikro-CAL, yang menghasilkan dosis cahaya yang lebih tinggi dan menyembuhkan objek 3D lebih cepat dan pada resolusi yang lebih tinggi, dikombinasikan dengan resin nanokomposit yang dicirikan di LLNL terbukti " cocok satu sama lain”, menciptakan “hasil yang mencolok dalam kekuatan objek yang dicetak”.

Tim membandingkan kekuatan pecah kaca yang dibuat dengan mikro CAL dengan objek dengan ukuran yang sama yang dibuat dengan proses pencetakan berbasis lapisan yang lebih konvensional. Tim menemukan bahwa beban putus dari struktur yang dicetak CAL lebih rapat, yang berarti bahwa para peneliti dapat lebih percaya diri dalam beban putus komponen yang dicetak CAL dibandingkan dengan teknik konvensional.

Selama beberapa tahun terakhir, kolaborasi LLNL/ UC Berkeley VAM telah bereksperimen dengan berbagai resin dan bahan untuk membuat objek yang rumit. Kemajuan terbaru berasal dari studi dengan UC Berkeley untuk menemukan kelas baru material serbaguna yang dapat memperluas jangkauan kimia dan sifat material yang dapat dicapai melalui metode VAM.

Menurut para peneliti. Kaca yang dicetak VAM dapat berdampak pada perangkat kaca padat dengan fitur mikroskopis, menghasilkan komponen optik dengan lebih banyak kebebasan geometris dan pada kecepatan yang lebih tinggi, serta berpotensi mengaktifkan fungsi baru atau produk berbiaya lebih rendah.

Aplikasi dunia nyata dapat mencakup mikro-optik pada kamera berkualitas tinggi, elektronik konsumen, pencitraan biomedis, sensor kimia, headset realitas virtual, mikroskop canggih, dan mikofluida dengan geometri 3D yang menantang seperti aplikasi "lab-on-a-chip" ( di mana saluran mikroskopis diperlukan untuk diagnosa medis), studi ilmiah mendasar, pembuatan nanomaterial, dan penyaringan obat.

Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Carrie Martin di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya.; 935-424-4175.