陈根：创新3D打印技术，用光线创造玻璃微结构_风闻

文|陈根

玻璃通常是制造智能手机、内窥镜中小型相机镜头、分析或处理微量液体装置等复杂微观物体的首选材料。市场对于玻璃的需求量以及工艺精度要求较高。然而，当前制造玻璃的方法复杂、成本较高，难以满足该行业日益增长的需要。

近日，加州大学伯克利分校的研究人员开发了一种新3D打印技术，其能用光线创造玻璃微结构。更重要的是，该方法生产玻璃速度更快、物体的光学质量、灵活性以及强度更高。

此前，该团队研究人员创造性地采用了计算轴向光刻技术（CAL）打印玻璃。该技术能够将预先计算的光图案序列数字投影到树脂容器中，随着时间的推移，累积的光暴露穿过聚合阈值的区域变为实心，而不穿过该阈值的区域保持未固化，从而一次性印刷出所设计的三维物体。

然而，CAL是同时对整个物体进行3D打印的，这种技术可能会耗费大量时间，而且会增加玻璃表面纹理粗糙的风险。于是，研究人员们拓展了该技术，并创造出新系统——micro-CAL。该系统不但能够在聚合物中打印物体，也可****在玻璃中打印，且精度能达到至约五千万分之一米。

为了更好地打印玻璃，研究人员还开发了一种特殊的树脂材料，其含有玻璃的纳米颗粒，周围是光敏的粘合剂液体。其可使用打印机的数字光投射使其粘结剂凝固，然后对打印的物体进行加热，以成为纯玻璃的固体物体。

 值得一提的是，粘合剂的折射率与玻璃的折射率相差无几。因此，光线通过材料时几乎没有散射。实验中，CAL打印的玻璃物体不仅比传统的基于层的打印工艺制造的物体具有更稳定的强度，还在一定程度上满足了客户对玻璃形状、尺寸、光学及机械性能的要求。

目前，相关研究成果发表在《科学》杂志上。未来，其有望带来玻璃制造产业的革新。