基于激光的 3D 打印玻璃体积增材制造方法
传统的玻璃制造技术成本高且速度慢，而且 3D 打印玻璃通常会产生粗糙的纹理，使其不适合制作光滑的镜片。劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 和加州大学伯克利分校的研究人员使用一种新的基于激光的体积增材制造 (VAM) 方法——一种近乎即时 3D 打印的新兴技术，证明了 3D 打印微观物体的能力在石英玻璃中，努力生产可在几秒钟或几分钟内完成的精密无层光学器件。
LLNL 和加州大学伯克利分校开发的计算机轴向光刻 (CAL) 技术受到计算机断层扫描 (CT) 成像方法的启发，在“星际迷航”中的虚构设备之后被昵称为“复制器”，该设备可以立即制造几乎任何物体。 CAL 的工作原理是通过目标对象的数字模型从多个角度计算投影，通过计算优化这些投影，然后使用数字投影仪将它们传递到旋转的感光树脂体积中。随着时间的推移，投射的光图案在材料中重建或建立 3D 光剂量分布，在树脂桶旋转时在超过光阈值的点处固化物体。完全成型的物体在几秒钟内实现——比传统的逐层 3D 打印技术快得多——然后将大桶排干以取回零件。
加州大学伯克利分校的研究人员将一种名为 micro-CAL 的新型微型 VAM 技术（使用激光代替 LED 光源）与德国公司 Glassomer 和弗莱堡大学开发的纳米复合玻璃树脂相结合，报告了生产坚固、复杂的微结构玻璃表面粗糙度仅为 6 纳米，特征最小为 50 微米的物体。
该项目的首席研究员、加州大学伯克利分校机械工程副教授 Hayden Taylor 表示，与 LLNL 表征的纳米复合树脂相结合，产生更高剂量的光并以更高的分辨率更快地固化 3D 物体的 micro-CAL 工艺证明了“完美匹配”，创造“印刷物的强度惊人的结果。”
该团队将使用 micro CAL 制造的玻璃的断裂强度与通过更传统的基于层的印刷工艺制造的相同尺寸的物体进行了比较。该团队发现 CAL 打印结构的断裂载荷更紧密地聚集在一起，这意味着研究人员可以对 CAL 打印组件的断裂载荷比传统技术更有信心。
在过去的几年里，LLNL/加州大学伯克利分校 VAM 合作尝试了不同的树脂和材料来创造复杂的物体。最新进展源于与加州大学伯克利分校的一项研究，旨在发现新类别的多功能材料，这些材料可以扩大通过 VAM 方法实现的化学和材料特性的范围。
据研究人员称。 VAM 打印玻璃可以影响具有微观特征的固体玻璃器件，生产具有更多几何自由度和更高速度的光学元件，并有可能实现新功能或低成本产品。
现实世界的应用可能包括高质量相机中的微光学、消费电子产品、生物医学成像、化学传感器、虚拟现实耳机、先进的显微镜和具有挑战性 3D 几何形状的微流体，例如“芯片实验室”应用。医疗诊断需要微观通道）、基础科学研究、纳米材料制造和药物筛选。
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