普渡大学研究人员推进3D打印光学镜片制造技术

光学镜头在从显微镜到机器视觉系统等许多领域都必不可少。传统的镜头制造是一个多步骤的过程,涉及研磨、抛光、成型和涂层,这既耗时又昂贵,尤其是对于定制、小批量生产而言。

增材制造已成为制造光学元件的有前途的替代方案。材料喷射和大桶光聚合 (VPP) 等技术可提供高精度和高速度,但由于 3D 打印的逐层特性,实现高质量镜片所需的平滑度仍然具有挑战性。

普渡大学研究人员推进3D打印光学镜片制造技术

基于 VPP 的 3D 打印设置和旋涂镜片的图像。(图片来源:普渡大学

普渡大学的研究人员通过开发基于 VPP 的镜头打印工艺解决了这些挑战,该工艺可最大限度地减少横向和纵向阶梯状缺陷。该工艺集成了未聚焦图像投影和精密旋涂。通过在打印过程中稍微散焦固化图像,可以减少横向像素化,而不会牺牲构建尺寸。随后的旋涂使垂直阶梯变得平滑。

他们的研究发表在《先进功能材料》杂志上,表明精密旋涂工艺可以得到精确控制和预测,而此前这种工艺被认为在曲面上不可靠。如果涂上足够的液体,涂层轮廓不会受到印刷楼梯的影响,从而使表面处理得非常光滑。涂层厚度可控制在 1 微米以内。

研究人员成功制作出直径从 3 毫米到 70 毫米的多尺度透镜,表面粗糙度小于 1 纳米,轮廓精度在 1 微米以内。透镜表现出优异的光学性能,包括高调制传递函数 (MTF) 分辨率和最小的畸变。

这种方法可以实现快速、低成本、可定制的高质量光学元件生产,从而改变镜片制造行业,可能使定制眼镜、科学仪器和医疗设备等领域受益。进一步的研究将探索优化打印参数、新材料和多材料镜片,以增强光学功能。

您可以通过下方链接阅读完整的研究论文,题为“精密旋涂辅助光学镜片 3D 打印” 。
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202407165

来源:nanowerk.com

© 版权声明

相关文章

暂无评论

暂无评论...