《科學》：3D打印新工藝，可制造有光滑表面的物體

玻璃是制造復雜微觀物體的首選材料，包括用于智能手機的屏幕，以及用于分析或處理微量液體的微流體設備。但目前的制造方法往往很昂貴，并且在滿足工業日益增長的需求方面的能力有限。

4月15日，一項發表在《科學》期刊上的新研究顯示，加州大學伯克利分校的研究人員開發了一種3D打印玻璃微結構的新方法。該方法速度更快，可以生產出具有更高光學質量、設計靈活性和強度的物體。

研究人員與德國弗萊堡大學的科學家合作，擴展了他們三年前開發的3D打印工藝的能力，即計算軸向光刻(CAL)。他們將這個新系統稱為“micro-CAL”。

CAL與當今的3D打印制造工藝有著本質的區別，后者使用薄層材料構建物體，這種技術可能會耗費大量時間并導致粗糙的表面紋理。然而，CAL可以同時3D打印整個對象。研究人員使用激光將光模式投射到旋轉的光敏材料體積中，形成3D光劑量，然后固化成所需的形狀。CAL工藝的無層特性，可實現光滑的表面和復雜的幾何形狀。

在新研究中，科學家再一次突破了CAL的界限，展示了其在玻璃結構中打印微尺度特征的能力。他們開發了一種特殊的樹脂材料，其中包含被光敏粘合劑液體包圍的玻璃納米顆粒。來自打印機的數字光投射使粘合劑固化，然后研究人員加熱打印物體以去除粘合劑并將顆粒融合在一起，以形成純玻璃的固體。

研究人員表示，與其他基于層的3D打印工藝相比，CAL能夠制造具有光滑表面的物體，這是一個巨大的優勢。而且，CAL3D打印可以滿足客戶對幾何形狀、尺寸以及光學和機械性能的苛刻要求。

該研究論文題為“Volumetric additive manufacturing of silica glass with microscale computed axial lithography”，已發表在《科學》期刊上。

前瞻經濟學人APP資訊組

論文原文：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm6459

標簽： 3D打印