Nesen Ķīnas Zinātņu akadēmijas (CAS) Šanhajas Optisko iekārtu institūta (SIOM) Infrasarkano optisko materiālu pētniecības centrs ir guvis panākumus caurspīdīgas keramikas 3D drukāšanas izpētē lāzera apgaismojumam - darbā tika realizēta 3D drukāšana. caurspīdīga keramika lāzera apgaismojumam, izmantojot digitālo gaismas apstrādes druku (DLP), kas pārkāpj tradicionālā keramikas liešanas procesa ierobežojumus. Rezultāti tika publicēti žurnālā "Ceramics International" (Ceramics International).
LED apgaismojuma priekšrocības ir enerģijas taupīšana, zems piesārņojums, augsta efektivitāte un ilgs kalpošanas laiks, taču efektivitāte samazināsies pēc noteiktas strāvas pārsniegšanas. Lāzera apgaismojuma sistēmas spēj sasniegt augstu izvades efektivitāti (100-1000 reizes vairāk nekā gaismas diodes) pie lielāka jaudas blīvuma, ļaujot lāzera apgaismojuma sistēmām nodrošināt priekšrocības nākotnes cietvielu apgaismojumam, piemēram, augstu spilgtumu, kompaktu izmēru un virziena apgaismojums. Tomēr ar lāzeru darbināmās cietvielu apgaismojuma ierīces šīs sistēmas optiskajai struktūrai ir ļoti sarežģītas, un 3D drukāšana kļūst par spēcīgu risinājumu.
(a) DLP 3D drukātu caurspīdīgu keramikas sagatavju shēma; drukātu LuAG:Ce keramikas sagatavju fotogrāfijas: (b) šūnveida, (c) minimālā virsma, (d) superpuslode un (e) dažāda izmēra superpuslode. f) 3D drukātā LTC saķepināšanas procesa shēma; g) lāzera apgaismojuma ierīce; h) pulēta 3D drukāta LTC, kas dienas gaismā novietota uz "SIOM" burtiem; i) gaismas caurlaidības spektri; un (j) saķepināts superpuslodes 3D drukāts LTC, kas iekapsulēts LD apgaismojuma mikroshēmā.
DLP ir fotopolimerizācijas piedevu ražošanas tehnoloģija, kas izmanto digitālo projektoru, lai sacietētu tintes slāni pa slānim, lai izveidotu objektus ar sarežģītām formām. Tas var izārstēt visu slāni vienlaikus, tādējādi nodrošinot ātru ražošanu. Tā atbalsta arī augstas izšķirtspējas drukāšanu, ļaujot izveidot sarežģītus un detalizētus objektus.
Caurspīdīgas keramikas 3D drukāšana ar lāzeru vadītu SSL iepriekš nav pētīta. Šajā pētījumā Šanhajas Optikas un mehānikas institūta (SIOM) pētnieki izstrādāja gaismā cietējošas keramikas tintes DLP, lai ražotu ar lāzeru darbināmu apgaismotu cēriju aktivētu lutēcija-alumīnija granātu (LuAG:Ce) gaismu izstarojošus caurspīdīgus keramikas komponentus. ar augstu drukas izšķirtspēju. DLP drukāšanai paredzētajai tintei ir cietvielu saturs līdz 50 tilpuma% un lieliskas bīdes atšķaidīšanas īpašības. Pētījumā DLP tintēs tika ieviestas luminiscējošas krāsvielas, lai samazinātu pārmērīgas sacietēšanas platuma efektu, ko izraisa keramikas pulveru UV gaismas izkliede. Turklāt pētnieki vēl vairāk uzlaboja neapstrādāto sagatavju stiprību, pievienojot iepriekšējas saķepināšanas posmu pēc attaukošanas procesa, kas ir atbalstīta divpakāpju saķepināšanas metode - 3D drukātās keramikas sastāvdaļas tika saķepinātas līdz gatavajam relatīvajam blīvumam 96,4% un uzrādīja izcilus rezultātus. gaismas caurlaidība (~40%).
Pēdējais eksperiments parāda, ka LuAG:Ce LTCs 3D drukas tehnoloģijas pielietojums ar brīvas ģeometrijas dizainu un augstu lāzera plūsmas slieksni nodrošina efektīvāku un uzticamāku risinājumu jaudīgam lāzera vadītam apgaismojumam.
