Elucidation of the 3D printing process for fabricating new functional silica glass.

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K04738
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26060:Metals production and resources production-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: fujino shigeru 九州大学, グローバルイノベーションセンター, 教授 (10304833)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: シリカガラス / 焼結 / 光重合 / 3Dプリンタ / アクリルモノマー / 溶解度パラメータ

Outline of Final Research Achievements

Silica glass has a low coefficient of thermal expansion, chemical durability, mechanical strength, and high light transmission properties in the vacuum　ultraviolet to near-infrared regions.In this study, we investigated the fabrication process of transparent silica glass by photo-polymerization of acrylic monomer with highly dispersed silica particles, followed by sintering. The solubility parameter of the acrylic monomer was used as an index to evaluate the dispersibility of the silica particles. Viscosity evaluation as well as exploration of optical molding conditions were conducted. 3D transparent silica glass was fabricated by sintering the resulting compacts at 1,700 Celsius in a vacuum.

Free Research Field

材料工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シリカガラスは耐薬品・耐熱性、光透過性などに優れるため、半導体製造、通信、光学など様々な分野で利用されている。一方、製造には2000℃以上の高温を要するなど多大なエネルギーを要するうえに、複雑形状への成形加工が難しく工程が複雑であるという問題を有している。そのため、低エネルギーかつ複雑形状に成形可能なシリカガラスの製法が求められている。本研究では基礎的見地から未だ解明されていない光造形法による3Dガラス製造プロセスの提案を行い、製造プロセスの材料設計指針を明らかにする。