弗萊堡大學的一組研究人員與材料初創公司Glassomer共同開發了一種與注射成型技術兼容的新型聚合物基石英玻璃材料。

當與3D打印模具一起使用時，這種復合材料可以高通量生產具有以前不可能的幾何形狀的復雜玻璃組件。期望從光學設備到太陽能技術和芯片實驗室醫療設備等所有領域的潛在應用。Glassomer工藝技術實驗室小組負責人表示，對于具有復雜幾何形狀的小型高科技玻璃組件，潛力巨大。除了透明度之外，玻璃的極低膨脹系數也使這項技術變得有趣。如果關鍵部件是玻璃制成的，那么傳感器和光學元件在任何溫度下都能可靠地工作。

玻璃制造的新方法

幾千年來，玻璃一直是美學，透視零件的首選材料。如今，這種材料已用于從瓶子和窗戶到高科技電信設備的所有事物。玻璃組件的成型主要基于熔融、研磨、蝕刻和窯鑄等工藝，所有這些工藝緩慢、耗能，并且在幾何自由度方面受到嚴格限制。

另一方面，注塑成型是聚合物行業的*技術。它既快速又具有成本效益，非常適合于具有多種零件類型的批量生產。根據弗賴堡研究小組的說法，透明玻璃直到現在才與高速注塑技術兼容。數十年來，玻璃一直是制造過程中材料的第二選擇，因為玻璃的形成過于復雜，耗能大，不適合生產高分辨率結構。另一方面，聚合物已經允許了所有這些，但是它們的物理、光學、化學和熱學性能不如玻璃。因此，我們將聚合物和玻璃加工工藝相結合，以快速，經濟高效地用玻璃代替批量生產的產品和復雜的聚合物組分。

通過注塑成型復雜的玻璃零件

新開發的材料是研究人員在內部設計的一種特殊的復合顆粒，可以在僅130°C的低溫下成型。該材料還有液態樹脂版本，可與基于SLA的3D打印兼容。當注入3D打印模具中時，該材料*初是乳白色，但可以通過熱處理過程轉換為純石英玻璃。可以用比傳統的玻璃熔化少得多的能量來完成此操作，并且成型的玻璃部件具有較高的表面質量，因此完全消除了進一步拋光的需要。

為了使當前的工作成為可能，研究團隊必須解決與材料孔隙率和顆粒磨損有關的現有問題。為了使該技術更加環保，團隊還使用水作為基礎材料。

微光學玻璃涂層可以提高太陽能電池的效率。該技術現在可用于生產具有高熱穩定性的經濟高效的高科技涂料。

3D打印和玻璃的結合往往引起人們的關注，但是有許多研究機構希望推動這一領域的發展。阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）的科學家們*近開發了一種3D打印光子晶體光纖的新方法-一種特殊類型的光纖。該團隊為該項目構建了基于SLA的專用3D打印機，該打印機使科學家能夠使用以前不可能的內部幾何形狀來定制其光纖。

在其他地方，勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的研究人員以前使用多材料3D打印，即直接墨水書寫（DIW）來制造高度定制的梯度折射率（GRIN）玻璃光學器件。該技術允許將許多光學功能直接編程到平板玻璃組件中，否則這些功能將需要曲面透鏡。