中國粉體網訊  近期，中國科學院上海光學精密機械研究所紅外光學材料研究中心在增材制造（3D打印）激光照明透明陶瓷研究方面取得進展。相關工作通過數字光處理打印技術（DLP）實現(xiàn)了3D打印用于激光照明的高密度鈰活化镥鋁石榴石（LuAG:Ce）陶瓷，通過3D打印技術制造具有復雜幾何結構的激光照明透明陶瓷，突破了傳統(tǒng)陶瓷成型工藝的限制，相關研究成果以“3D Printing of LuAG:Ce Transparent Ceramics for Laser-driven Lighting”為題發(fā)表于Ceramics International。

LED照明具有節(jié)能、污染小、效率高、壽命長等優(yōu)勢，但超過一定電流后會出現(xiàn)效率下降現(xiàn)象。激光照明系統(tǒng)能夠在較高的功率密度下實現(xiàn)高輸出效率（100-1000倍于LED），使得激光驅動的照明系統(tǒng)可為未來的固態(tài)照明提供優(yōu)勢，如高亮度、緊湊尺寸和定向照明。但是該系統(tǒng)光學結構的激光驅動固態(tài)照明器件非常復雜，3D打印成為有力的解決方案。

（a）DLP三維打印透明陶瓷坯體示意圖；打印的LuAG:Ce陶瓷坯體照片：（b）蜂窩、（c）最小表面、（d）超半球和（e）不同尺寸的超半球。（f）3D打印LTC的燒結過程示意圖；（g）激光照明裝置；（h） 日光下放置在 "SIOM "字母上的拋光后3D打印LTC；（i）透光率光譜；（j）封裝在LD照明芯片中的燒結超半球3D打印LTC。

DLP是一種光聚合增材制造技術，它使用數字投影儀逐層固化墨水，以創(chuàng)建具有復雜形狀的物體。它可以同時固化整個層，因此可以實現(xiàn)快速生產。它還支持高分辨率打印，允許創(chuàng)建復雜而詳細的對象。

此前，用于激光驅動SSL的透明陶瓷3D打印尚未得到探索。本次研究中，上海光機所科研人員開發(fā)了用于DLP的光固化陶瓷墨水，用于制造具有高印刷分辨率的激光驅動照明鈰活化镥鋁石榴石（LuAG:Ce）發(fā)光透明陶瓷組件。用于DLP印刷的墨水，具有高達50vol%的固含量和優(yōu)異的剪切稀化性能。研究在DLP墨水中引入了發(fā)光染料，以減少陶瓷粉末對紫外線的散射所產生的過量固化寬度效應。此外，研究人員通過在脫脂過程后加入預燒結步驟，即輔助兩步燒結法進一步增強了生坯的強度——3D打印陶瓷組件燒結完成后的相對密度達到96.4%，并展現(xiàn)出優(yōu)秀的透光率（約40%）。

最終實驗表明，具有自由幾何結構設計和高激光通量閾值的LuAG:Ce LTCs三維打印技術的應用，為大功率激光驅動照明提供了更高效、更可靠的解決方案。

（中國粉體網編輯整理/空青）

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