3D打印技術似乎要在光纖制造行業掀起一場革命。上個月南安普頓大學的科學家使用3D打印技術開發具有各種復雜結構和形狀的光纖的新聞。近日，悉尼大學又爆出消息，該校的一隊科學家找到了一種使用3D打印技術制造光纖的新方法，這種方法不僅能夠節省成本和勞力，而且增加了光纖可能的形狀和可使用的材料。

悉尼大學這項研究成果已經發表在了《OSA Optics Letters》雜志上，論文題目是《用3D打印的預制棒拉制的空心結構光纖（Air-structured optical fibre drawn from a 3D-printed preform）》。該校的這個研究團隊實際上用普通的FDM桌面3D打印技術創造了一種新的預制棒（光纖都是用預制棒拉制成的）。

該研究團隊由悉尼大學跨學科光子實驗室（iPL）的John Canning教授領導。這個團隊首先使用Inventor軟件設計出預制棒的形狀，然后用澳大利亞本地廠商Deltastine生產的一臺Redback-2桌面3D打印機打印了出來。當然，由于是用于光學研究，科學家們在市場上仔細挑選了一款名為SBP的透明線材作為打印材料。所謂的SBP，實際上是用苯乙烯—丁二烯共聚物和聚苯乙烯制成的改性ABS。研究人員在論文中指出，之所以選擇SBP，是因為它的透明度、柔韌性，而且扭曲時不會變色。

這些3D打印好的預制棒再用計算機化的拉絲塔拉伸稱成薄光纖。盡管由于之前從沒有使用SBP材料制作過光纖，研究團隊遇到了一些波折，但是最終的結果是驚人的。研究人員任意選擇了一種預制棒的設計，該設計是由實芯周圍包圍著6個管狀洞。他們最初打印的是1.6厘米直徑、10厘米長。但是在拉制之后的纖維，有一根直徑為712微米另一根為605微米（由于打印設置和材料的一些問題，該纖維截面為橢圓形狀）。更重要的是，即使在如此微小的尺度之下，它們仍然保持相同的形狀，這樣光能夠以電信傳輸頻帶的形式穿過它們。換句話說，科學家們證明了使用3D打印制作具有獨特形狀的光纜以用于電信應用的可能性。

當然，這只是實現3D打印光纖的第一步，研究團隊未來還有很多工作要做，包括改進3D打印機的設置、確認拉伸SBP材料所需要的準確溫度等，以及更加令人興奮的是，探索用這種技術制造出各種可能形狀的光纖及其用途。該論文還描述了將這種塑料材質的3D打印光纖用于醫療設備的可能性。

當Canning教授被問到他想要創造什么樣的我問甘寧教授什么樣的幾何形狀時，他立刻舉出了菲涅爾透鏡（又名螺紋透鏡）的例子（不過這種光學元件已經能夠被LUXeXcel公司的光學3D打印技術實現了）。“就今后的幾何形狀而言，”Canning教授解釋說，“3D打印的神奇在于，原則上，你可以實現任何幾何形狀——這已經是一個很大的挑戰。通常在聚合物中，人們會用CNC銑床鉆孔，但這是有缺陷的。通常對于周期性的結構，比如光子晶體纖維，通常會用毛細管堆疊的方式獲得，但是這種方法無法在光纖的2D橫截面上形成周期性的結構，最好的解決方案是制造出不是周期性、但屬于準周期的結構，就像菲涅耳纖維上的那樣。我們曾經是第一家引入鉆孔技術的，諷刺的是，為了制作出第一根菲涅爾纖維我們也曾經在二氧化硅（玻璃）上鉆孔——結果為了在一根5厘米長的無開裂預制棒上鉆一個結構我們整整花了10個小時。”

LUXeXcel公司3D打印的菲涅爾透鏡。

Canning教授接著指出，玻璃3D打印技術將徹底改變光纖的制造方式。“這是顯而易見的，盡管在我們的論文里使用的是成本非常低的聚合物熔融沉積技術，這也限制了分辨率和孔尺寸（作為一名科學家他不得不在現實的預算范圍進行研究），但它畢竟清楚地說明了為什么它會徹底改變光纖制造（即使是實芯光纖）。特別是當玻璃3D打印機加入這一行列時——我認為3D打印為光纖研究和光纖的制造帶來了一個激動人心的未來。”