「玻璃」3D列印之高速微細成型技術,成型寬度僅50μm

 

刊登日期:2022/7/15
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德國佛萊堡大學(Universität Freiburg)與加州大學柏克萊分校(University of California; Berkeley)開發了一項利用微型3D列印機快速、準確地製作出極小透明玻璃零件之新方法。

新技術採用了弗萊堡大學開發的「Glassomer」基材。「Glassomer」是一種將玻璃粉末分散於特殊塑膠黏合劑中的材料,故可如同塑膠般進行玻璃的成型。透過熔爐烘烤成型零件將玻璃予以燒結,即可製作出100%透明的熔融石英玻璃零件。

此次研究中加州大學柏克萊分校也開發了一項新型3D列印機「Computed Axial Lithography; CAL」,並結合「Glassomer」材料,成功地進行了透明玻璃零件的成型。CAL並非逐層建模,而是一階段即可完成零件製作。研究中從不同角度對容器內的液態光固化材料照射零件的2D光影像。當影像重疊且總吸收光量超過閾值時,材料會在數分鐘內硬化,零件進而成型,而多餘的液體材料可沖洗去除。

既有的CAL適用於相對較為粗大的結構成型,然而研究團隊透過技術結合,首度成功地在數分鐘內實現了寬度50 µm構造的玻璃零件3D成型。此外,零件的表面比一般3D成型更為光滑。

新技術可望適用於感測器或顯微鏡的零件用途,尤其是微流體元件領域的應用。微流體元件亦被稱之為「晶片上實驗室(Lab-on-a-chip)」,研究、醫學診斷等領域皆需要微流體元件。由於一般塑膠製成的微流體元件無法承受高溫或化學物質,而玻璃在耐熱性或化學穩定性上的優勢,將可望拓展「晶片上實驗室」的應用可能性。


資料來源: https://engineer.fabcross.jp/archeive/220615_glassomer.html
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