Недавно је Центар за истраживање инфрацрвених оптичких материјала Шангајског института за оптичке машине (СИОМ), Кинеске академије наука (ЦАС), направио напредак у истраживању 3Д штампања провидне керамике за ласерско осветљење - рад је реализовао 3Д штампање провидна керамика за ласерско осветљење путем штампања дигиталне обраде светла (ДЛП), која пробија ограничења традиционалног процеса обликовања керамике. Резултати су објављени у часопису "Керамикс интернешенел" (Церамицс Интернатионал).
ЛЕД осветљење има предности уштеде енергије, ниског загађења, високе ефикасности и дугог века трајања, али ефикасност ће пасти након прекорачења одређене струје. Ласерски системи осветљења су у стању да постигну високу излазну ефикасност (100-1000 пута већу од ЛЕД диода) при већој густини снаге, омогућавајући ласерским системима осветљења да обезбеде предности за будуће полупроводно осветљење, као што су велика осветљеност, компактна величина и усмерено осветљење. Међутим, ласерски покретани полупроводнички уређаји за осветљење за оптичку структуру овог система су веома сложени, а 3Д штампа постаје моћно решење.
(а) Шема ДЛП 3Д штампаних провидних керамичких празнина; фотографије штампаних ЛуАГ:Це керамичких бланкова: (б) саће, (ц) минимална површина, (д) суперхемисфера и (е) суперхемисфера различитих величина. (ф) Шема процеса синтеровања 3Д штампаног ЛТЦ-а; (г) уређај за ласерско осветљење; (х) полирани 3Д штампани ЛТЦ постављени на слова „СИОМ“ на дневном светлу; (и) спектри пропустљивости светлости; и (ј) синтеровани супер-хемисферични 3Д штампани ЛТЦ инкапсулирани у ЛД чип за осветљење.
ДЛП је адитивна производна технологија фотополимеризације која користи дигитални пројектор за сушење мастила слој по слој да би се креирали објекти сложених облика. Може да осуши цео слој у исто време, што омогућава брзу производњу. Такође подржава штампање високе резолуције, омогућавајући креирање сложених и детаљних објеката.
3Д штампање провидне керамике за ласерски вођен ССЛ раније није истраживано. У овој студији, истраживачи са Шангајског института за оптику и механику (СИОМ) развили су керамичке боје за ДЛП за производњу ласерски осветљених церијум-алуминијум-граната (ЛуАГ:Це) које емитују светло са високом резолуцијом штампе. Мастило за ДЛП штампање има чврст садржај до 50 вол% и одлична својства смицања. Студија је увела луминисцентне боје у ДЛП мастила како би се смањио ефекат ширине прекомерног очвршћавања узрокован расипањем УВ светлости керамичким праховима. Поред тога, истраживачи су додатно побољшали снагу сирових бланкова додавањем корака претходног синтеровања након процеса одмашћивања, потпомогнуте методе синтеровања у два корака - 3Д штампане керамичке компоненте су синтероване до готове релативне густине од 96,4% и показале су одличне пренос светлости (~40%).
Коначни експеримент показује да примена ЛуАГ:Це ЛТЦс 3Д технологије штампања са слободним дизајном геометрије и високим прагом флуенце ласера пружа ефикасније и поузданије решење за ласерско осветљење велике снаге.
