Нещодавно Інфрачервоний дослідницький центр оптичних матеріалів Шанхайського інституту оптичних машин (SIOM) Китайської академії наук (CAS) досяг прогресу в дослідженні 3D-друку прозорої кераміки для лазерного освітлення - робота реалізувала 3D-друк прозора кераміка для лазерного освітлення за допомогою Digital Light Processing Printing (DLP), яка долає обмеження традиційного процесу формування кераміки. Результати були опубліковані в журналі "Кераміка Інтернешнл" (Ceramics International).
Світлодіодне освітлення має такі переваги, як енергозбереження, низьке забруднення, висока ефективність і тривалий термін служби, але ефективність впаде після перевищення певного струму. Лазерні освітлювальні системи здатні досягати високої вихідної ефективності (у 100-1000 разів, ніж у світлодіодів) за вищої густини потужності, що дозволяє системам освітлення з лазерним керуванням надавати такі переваги для майбутнього твердотільного освітлення, як висока яскравість, компактний розмір і спрямоване освітлення. Однак твердотільні освітлювальні пристрої з лазерним керуванням для оптичної структури цієї системи дуже складні, і 3D-друк стає потужним рішенням.
(a) Схема DLP 3D-друкованих прозорих керамічних заготовок; фотографії друкованих керамічних заготовок LuAG:Ce: (b) стільники, (c) мінімальна поверхня, (d) суперпівсфера та (e) суперпівсфера різних розмірів. (f) Схема процесу спікання 3D-друкованого LTC; (g) пристрій лазерного освітлення; (h) полірований 3D-друкований LTC, розміщений на літерах «SIOM» при денному світлі; (i) спектри пропускання світла; та (j) спечений супернапівсферичний 3D-друкований LTC, інкапсульований у мікросхему освітлення LD.
DLP — це технологія фотополімеризаційного адитивного виробництва, яка використовує цифровий проектор для полімеризації чорнила шар за шаром для створення об’єктів складної форми. Він може затвердіти весь шар одночасно, що забезпечує швидке виробництво. Він також підтримує друк високої роздільної здатності, дозволяючи створювати складні та детальні об’єкти.
3D-друк прозорої кераміки для лазерного SSL раніше не досліджувався. У цьому дослідженні дослідники з Шанхайського інституту оптики та механіки (SIOM) розробили керамічні чорнила світлової полімеризації для DLP для виготовлення світловипромінюючих прозорих керамічних компонентів з активованим церієм лютецієво-алюмінієвим гранатом (LuAG:Ce), що керуються лазером. з високою роздільною здатністю друку. Чорнила для DLP-друку мають вміст твердої речовини до 50 об.% і відмінні властивості розрідження при зсуві. Дослідження додало люмінесцентні барвники до чорнила DLP, щоб зменшити ефект надмірного затвердіння, спричинений розсіюванням УФ-променів керамічними порошками. Крім того, дослідники ще більше підвищили міцність необроблених заготовок, додавши етап попереднього спікання після процесу знежирення, допоміжний двоетапний метод спікання — надруковані на 3D-принтері керамічні компоненти спікалися до кінцевої відносної щільності 96,4% і показали чудові характеристики. світлопроникність (~40%).
Останній експеримент показує, що застосування технології 3D-друку LuAG:Ce LTCs із дизайном вільної геометрії та високим порогом потоку енергії лазера забезпечує більш ефективне та надійне рішення для потужного лазерного освітлення.
