Pour la première fois, des chercheurs du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ont réussi à imprimer en 3D des lunettes de qualité optique, à égalité avec les produits verriers commerciaux actuellement disponibles sur le marché.

Dans une étude publiée dans la revue Technologies avancées des matériaux , Les scientifiques et les ingénieurs de LLNL décrivent avec succès l'impression de petites pièces d'essai à partir d'une encre développée en laboratoire avec des propriétés "dans la gamme des verres de qualité optique commerciaux".

Parce que l'indice de réfraction du verre est sensible à son histoire thermique, il peut être difficile de garantir que le verre imprimé à partir de la phase fondue donnera les performances optiques souhaitées, les chercheurs ont dit. Déposer le matériau développé par LLNL sous forme de pâte puis chauffer l'ensemble de l'impression pour former le verre permet d'obtenir un indice de réfraction uniforme, éliminer la distorsion optique qui dégraderait la fonction de l'optique.

"Les composants imprimés à partir de verre fondu présentent souvent une texture issue du processus d'impression 3D, et même si vous deviez polir la surface, vous verriez toujours des preuves du processus d'impression dans le matériau en vrac, " a déclaré l'ingénieur chimiste LLNL Rebecca Dylla-Spears, le chercheur principal du projet. "Cette approche nous permet d'obtenir l'homogénéité d'indice nécessaire à l'optique. Maintenant, nous pouvons prendre ces composants et faire quelque chose d'intéressant."

Les encres personnalisées, visant à former des verres de silice et de silice-oxyde de titane, permettre aux chercheurs de régler l'optique du verre, propriétés thermiques et mécaniques, dit Dylla-Spears. Pour l'étude, les chercheurs ont imprimé en petit, optique de forme simple comme preuve de concept, mais Dylla-Spears a déclaré que la technique pourrait éventuellement être appliquée à tout appareil utilisant des optiques en verre et pourrait entraîner des optiques composées de structures géométriques et de changements de composition qui étaient auparavant impossibles à atteindre par les méthodes de fabrication conventionnelles. Par exemple, les lentilles à gradient d'indice de réfraction pourraient être polies à plat, remplaçant les techniques de polissage plus coûteuses utilisées pour les lentilles courbes traditionnelles.

"La fabrication additive nous donne un nouveau degré de liberté pour combiner des matériaux optiques d'une manière que nous ne pouvions pas faire auparavant, " Dylla-Spears a déclaré. " Il ouvre un nouvel espace de conception qui n'a pas existé dans le passé, permettant de concevoir à la fois la forme optique et les propriétés optiques dans le matériau."