研究人員使用DLP 3D打印技術(shù)數(shù)字制造3D打印鏡頭

來(lái)源：航天智造  

在最近發(fā)表的《DLP增材制造制造的3D打印透鏡和衍射光柵的特征》中，國(guó)際研究人員研究了使用DLP 3D打印進(jìn)行光學(xué)零件的數(shù)字制造。在研究DLP技術(shù)時(shí)，研究人員打算探索可用的高空間分辨率，并研究新光學(xué)功能的潛力。該研究團(tuán)隊(duì)使用具有Standard Clear PR48光固化樹(shù)脂的Autodesk Ember 3D打印機(jī)制造透鏡和衍射光柵，其中透鏡以0°打印，衍射光柵以90°打印。

打印的光學(xué)組件示意圖

對(duì)于3D打印過(guò)程，研究人員在Autodesk Inventor中對(duì)零件建模，使用用于切片的PrintStudio，Autodesk Ember 3D打印機(jī)和PR48樹(shù)脂，用砂紙打磨，然后拋光。

示意圖顯示通過(guò)頂角為a的棱鏡的不同準(zhǔn)直光線

在這項(xiàng)研究中，為了總體上表征光學(xué)組件，研究人員必須研究光與所用材料的相互作用。這組作者說(shuō)：“折射率和百分?jǐn)?shù)透射率是通過(guò)跨電磁波譜可見(jiàn)區(qū)域的不同波長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)確定的。”為了計(jì)算材料的折射率，研究小組使用了以下方法：棱鏡光譜儀氦氣放電管

使用光固化樹(shù)脂制造的棱鏡
研究人員說(shuō)：“三角棱鏡由PR48樹(shù)脂制成，用波長(zhǎng)為405 nm的紫外線燈固化，隨后進(jìn)行拋光和拋光。“加工后，所有的頂角均由量角器確定為60°�！碑�(dāng)他們檢查光折射時(shí)，僅能識(shí)別出五個(gè)主要波長(zhǎng)，并且在他們嘗試使用光譜儀時(shí)，只有四個(gè)可以測(cè)量使用。

PR48棱鏡在四個(gè)已知波長(zhǎng)下的折射率 基于光的可逆性的“貝塞爾法”用于測(cè)量3D打印后鏡頭的焦距。他們指出，可以制造焦距“合理地吻合”的會(huì)聚透鏡，而拋光后的透鏡僅相差0.6。作者還指出，理論焦距和實(shí)驗(yàn)焦距之間存在差異，但他們認(rèn)為這是因?yàn)閽伖狻案淖兞绥R片曲率的半徑”。還有其他“固有限制”會(huì)影響鏡頭性能，例如3D軟件中曲面的近似值，Ember的打印分辨率以及各向異性問(wèn)題。

“這項(xiàng)工作最有趣的就是使用3D打印技術(shù)制造了衍射光柵。通過(guò)對(duì)這些印刷光柵產(chǎn)生的衍射圖樣進(jìn)行分析，可以估算出縫隙的周期性和有效的縫隙寬度�！边@些光柵是獨(dú)特的，因?yàn)橛行У目p隙寬度會(huì)填滿打印部分的整個(gè)體積。該方面使得可以將兩個(gè)或更多個(gè)光學(xué)裝置集成在單個(gè)印刷部件中。例如，生產(chǎn)與衍射光柵結(jié)合的透鏡。

光學(xué)領(lǐng)域中的3D打印正變得越來(lái)越流行，因?yàn)閺奶岣邇r(jià)格可承受性到提高速度以及進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和自定義的能力，為該行業(yè)提供了許多好處。如今，研究人員和制造商正在創(chuàng)新技術(shù)，以制造更平滑的零件，微光學(xué)元件以及價(jià)格合理的定制鏡片。