(A new 3D-printing technique, developed at Lawrence Livermore, could allow scientists to print glass that incorporates different refractive indices in a single flat optic, making finishing cheaper and easier. Credit: Jason Laurea/LLNL)
3D 프린터 기술은 끊임없는 발전을 거듭하고 있지만, 아직 다루기 힘든 부분도 존재합니다. 예를 들어 유리를 적층 방식으로 출력하는 일은 불가능하지는 않지만, 매우 까다롭습니다. 특히 적층 제조 방식의 특징상 적층 흔적이 남기 때문에 렌즈처럼 내부가 투명한 제품을 제조하기 어려운 문제가 있습니다.
미국 로렌스 리버모어 국립 연구소 (Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL))의 과학자들은 투명한 렌즈를 출력할 수 있는 새로운 적층 제조 기술을 선보였습니다. 연구팀은 포밍 실리카(forming silica)와 실리카 티타니아 (silica-titania) 소재의 잉크를 출력해 열처리를 해서 적층 출력하는 기술을 개발했는데, 단순히 렌즈를 출력하는 것만이 아니라 다양한 굴절률 (refractive index)을 지닌 렌즈를 출력하는 일도 가능하다고 합니다.
현재는 기술 데모를 위해 작은 렌즈만 출력했지만, 적층 기술의 특징상 더 큰 렌즈를 출력할 수 있다는 점은 분명합니다. 다양한 형태의 렌즈를 더 저렴하고 빠르게 출력하는데 도움이 될 기술로 생각됩니다. 물론 실제로 이렇게 출력한 렌즈의 품질이 기존의 제조 방식보다 좋은지는 모르겠지만, 한 가지 흥미로운 응용이 가능하지 않을까 하는 생각이 드는 소식입니다.
현재 광학 천체 망원경의 경우 지름 8미터 정도가 거의 한계치이며 10m 이상인 망원경은 대부분 거울을 잘게 쪼개 만들고 있습니다. 망원경의 렌즈를 다른 곳으로 이동시킬 필요없이 현지에서 필요한 크기로 출력이 가능하다면 어떨까요? 아마도 당장 실현될 기술은 아니겠지만, 본래는 불가능하다고 생각되었던 크기의 렌즈도 만들 수 있지 않을까라는 생각이 드네요. 다만 현재는 초기 개발 단계라 앞으로 발전 가능성은 좀 더 기다려봐야 알 수 있을 것 같습니다.
참고
Joel F. Destino et al. 3D Printed Optical Quality Silica and Silica-Titania Glasses from Sol-Gel Feedstocks, Advanced Materials Technologies (2018). DOI: 10.1002/admt.201700323
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