Недавно Центр исследования инфракрасных оптических материалов Шанхайского института оптической техники (SIOM) Китайской академии наук (CAS) добился прогресса в исследовании 3D-печати прозрачной керамики для лазерного освещения — в работе реализована 3D-печать прозрачная керамика для лазерного освещения с помощью цифровой светообработки печати (DLP), которая преодолевает ограничения традиционного процесса формования керамики. Результаты были опубликованы в журнале «Керамика Интернэшнл» (Ceramics International).
Светодиодное освещение имеет преимущества энергосбережения, низкого уровня загрязнения, высокой эффективности и длительного срока службы, но эффективность падает после превышения определенного тока. Системы лазерного освещения способны достигать высокой выходной эффективности (в 100-1000 раз выше, чем у светодиодов) при более высокой плотности мощности, что позволяет системам освещения с лазерным управлением обеспечить преимущества для будущего полупроводникового освещения, такие как высокая яркость, компактный размер и направленное освещение. Однако твердотельные осветительные устройства с лазерным приводом для оптической структуры этой системы очень сложны, и 3D-печать становится мощным решением.
(а) Схема прозрачных керамических заготовок, напечатанных с помощью технологии DLP 3D; фотографии печатных керамических заготовок LuAG:Ce: (б) сотовая структура, (в) минимальная поверхность, (г) суперполусфера, (д) суперполусфера разных размеров. (f) Схема процесса спекания напечатанного на 3D-принтере LTC; (ж) устройство лазерной подсветки; (h) полированный LTC, напечатанный на 3D-принтере, размещенный на буквах «SIOM» при дневном свете; (i) спектры пропускания света; и (j) спеченный суперполусферический LTC, напечатанный на 3D-принтере, инкапсулированный в осветительный чип LD.
DLP — это технология аддитивного производства фотополимеризации, в которой цифровой проектор слой за слоем отверждает чернила для создания объектов сложной формы. Он может отверждать весь слой одновременно, что обеспечивает быстрое производство. Он также поддерживает печать с высоким разрешением, что позволяет создавать сложные и детализированные объекты.
3D-печать прозрачной керамики для лазерного SSL ранее не изучалась. В этом исследовании исследователи из Шанхайского института оптики и механики (SIOM) разработали светоотверждаемые керамические чернила для DLP для изготовления светоизлучающих прозрачных керамических компонентов из активированного церием лютеций-алюминиевого граната (LuAG:Ce) с лазерной подсветкой. с высоким разрешением печати. Чернила для DLP-печати имеют содержание твердых веществ до 50 об.% и обладают отличными свойствами разжижения при сдвиге. В ходе исследования в чернила DLP были добавлены люминесцентные красители, чтобы уменьшить эффект ширины отверждения, вызванный рассеянием ультрафиолетового света керамическим порошком. Кроме того, исследователи еще больше повысили прочность необработанных заготовок, добавив этап предварительного спекания после процесса обезжиривания, вспомогательный двухэтапный метод спекания - керамические компоненты, напечатанные на 3D-принтере, спекались до конечной относительной плотности 96,4% и демонстрировали превосходные результаты. светопропускание (~40%).
Последний эксперимент показывает, что применение технологии 3D-печати LuAG:Ce LTC со свободной геометрией и высоким порогом плотности энергии лазера обеспечивает более эффективное и надежное решение для мощного лазерного освещения.
