《科学》：3D打印新工艺，可制造有光滑表面的物体

玻璃是制造复杂微观物体的首选材料，包括用于智能手机的屏幕，以及用于分析或处理微量液体的微流体设备。但目前的制造方法往往很昂贵，并且在满足工业日益增长的需求方面的能力有限。

4月15日，一项发表在《科学》期刊上的新研究显示，加州大学伯克利分校的研究人员开发了一种3D打印玻璃微结构的新方法。该方法速度更快，可以生产出具有更高光学质量、设计灵活性和强度的物体。

研究人员与德国弗莱堡大学的科学家合作，扩展了他们三年前开发的3D打印工艺的能力，即计算轴向光刻(CAL)。他们将这个新系统称为“micro-CAL”。

CAL与当今的3D打印制造工艺有着本质的区别，后者使用薄层材料构建物体，这种技术可能会耗费大量时间并导致粗糙的表面纹理。然而，CAL可以同时3D打印整个对象。研究人员使用激光将光模式投射到旋转的光敏材料体积中，形成3D光剂量，然后固化成所需的形状。CAL工艺的无层特性，可实现光滑的表面和复杂的几何形状。

在新研究中，科学家再一次突破了CAL的界限，展示了其在玻璃结构中打印微尺度特征的能力。他们开发了一种特殊的树脂材料，其中包含被光敏粘合剂液体包围的玻璃纳米颗粒。来自打印机的数字光投射使粘合剂固化，然后研究人员加热打印物体以去除粘合剂并将颗粒融合在一起，以形成纯玻璃的固体。

研究人员表示，与其他基于层的3D打印工艺相比，CAL能够制造具有光滑表面的物体，这是一个巨大的优势。而且，CAL3D打印可以满足客户对几何形状、尺寸以及光学和机械性能的苛刻要求。

该研究论文题为“Volumetric additive manufacturing of silica glass with microscale computed axial lithography”，已发表在《科学》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

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