Nylig har Infrared Optical Materials Research Center ved Shanghai Institute of Optical Machinery (SIOM), Chinese Academy of Sciences (CAS), gjort fremskritt i forskningen på 3D-utskrift av gjennomsiktig keramikk for laserbelysning - arbeidet har realisert 3D-utskrift av transparent keramikk for laserbelysning gjennom Digital Light Processing Printing (DLP), som bryter gjennom begrensningene til den tradisjonelle keramiske støpeprosessen. Resultatene ble publisert i tidsskriftet "Ceramics International" (Ceramics International).
LED-belysning har fordelene med energisparing, lav forurensning, høy effektivitet og lang levetid, men effektiviteten vil synke etter å ha overskredet en viss strøm. Laserbelysningssystemer er i stand til å oppnå høy utgangseffektivitet (100-1000 ganger den for LED) ved høyere strømtettheter, noe som lar laserdrevne belysningssystemer gi fordeler for fremtidig solid-state belysning, som høy lysstyrke, kompakt størrelse og retningsbelysning. Imidlertid er de laserdrevne solid-state belysningsenhetene for den optiske strukturen til dette systemet svært komplekse, og 3D-utskrift blir en kraftig løsning.
(a) Skjematisk av DLP 3D-trykte gjennomsiktige keramiske emner; fotografier av trykte LuAG:Ce keramiske emner: (b) honeycomb, (c) minimal overflate, (d) superhemisfære og (e) superhemisfære av forskjellige størrelser. (f) Skjematisk av sintringsprosessen til 3D-printet LTC; (g) laserbelysningsanordning; (h) polert 3D-trykt LTC plassert på "SIOM"-bokstaver i dagslys; (i) lystransmittansspektre; og (j) sintret super-halvkuleformet 3D-trykt LTC innkapslet i en LD-lysbrikke.
DLP er en fotopolymerisasjonsadditiv produksjonsteknologi som bruker en digital projektor til å herde blekk lag for lag for å lage objekter med komplekse former. Den kan herde et helt lag samtidig, og dermed muliggjøre rask produksjon. Den støtter også høyoppløselig utskrift, slik at du kan lage komplekse og detaljerte objekter.
3D-printing av transparent keramikk for laserdrevet SSL har ikke tidligere blitt utforsket. I denne studien utviklet forskere ved Shanghai Institute of Optics and Mechanics (SIOM) lysherdende keramiske blekk for DLP for fremstilling av laserdrevne opplyste ceriumaktiverte lutetium-aluminiumgranat (LuAG:Ce) lysavgivende gjennomsiktige keramiske komponenter med høy utskriftsoppløsning. Blekk for DLP-utskrift har et fast innhold på opptil 50 vol% og utmerkede skjærfortynnende egenskaper. Studien introduserte selvlysende fargestoffer i DLP-blekkene for å redusere overherdingsbreddeeffekten forårsaket av spredning av UV-lys av de keramiske pulverene. I tillegg forbedret forskerne styrken til råemnene ytterligere ved å legge til et forsintringstrinn etter avfettingsprosessen, en assistert totrinns sintringsmetode - de 3D-trykte keramiske komponentene sintret til en ferdig relativ tetthet på 96,4 % og viste utmerket lystransmisjon (~40%).
Det siste eksperimentet viser at bruken av LuAG:Ce LTCs 3D-utskriftsteknologi med fri geometridesign og høy laserfluensterskel gir en mer effektiv og pålitelig løsning for laserdrevet belysning med høy effekt.
