För första gången, forskare vid Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) har framgångsrikt 3-D-tryckta glasögon av optisk kvalitet, i paritet med kommersiella glasprodukter som för närvarande finns på marknaden.

I en studie publicerad i tidskriften Avancerad materialteknik , LLNL-forskare och ingenjörer beskriver framgångsrikt att skriva ut små testbitar från Lab-utvecklat bläck med egenskaper "inom ramen för kommersiella optiska glasögon."

Eftersom brytningsindexet för glas är känsligt för dess termiska historia, det kan vara svårt att säkerställa att glas tryckt från den smälta fasen kommer att resultera i den önskade optiska prestanda, sa forskare. Att deponera det LLNL-utvecklade materialet i pastaform och sedan värma hela trycket för att bilda glaset möjliggör ett enhetligt brytningsindex, eliminera optisk distorsion som skulle försämra optikens funktion.

"Komponenter som skrivs ut från smält glas visar ofta textur från 3D-utskriftsprocessen, och även om du skulle polera ytan, du skulle fortfarande se tecken på utskriftsprocessen inom massmaterialet, " sa LLNL kemiingenjör Rebecca Dylla-Spears, projektets huvudutredare. "Det här tillvägagångssättet gör att vi kan få den indexhomogenitet som behövs för optik. Nu kan vi ta dessa komponenter och göra något intressant."

De anpassade bläcken, syftar till att bilda kiseldioxid och kiseldioxid-titanoxidglas, tillåta forskare att ställa in glasets optiska, termiska och mekaniska egenskaper, Sa Dylla-Spears. För studien, forskare tryckt små, enkel formad optik som bevis på konceptet, men Dylla-Spears sa att tekniken så småningom kan tillämpas på vilken enhet som helst som använder glasoptik och kan resultera i optik gjord med geometriska strukturer och med kompositionsförändringar som tidigare inte var möjliga med konventionella tillverkningsmetoder. Till exempel, linser med gradientbrytningsindex skulle kunna poleras platta, ersätta dyrare poleringstekniker som används för traditionella böjda linser.

"Additiv tillverkning ger oss en ny grad av frihet att kombinera optiska material på sätt som vi inte kunde göra tidigare, "Sa Dylla-Spears." Det öppnar upp ett nytt designutrymme som inte har funnits tidigare, möjliggör design av både den optiska formen och de optiska egenskaperna i materialet. "