研究人員使用DLP 3D打印技術數(shù)字制造3D打印鏡頭

來源：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，國際研究人員研究了使用DLP 3D打印進行光學零件的數(shù)字制造。在研究DLP技術時，研究人員打算探索可用的高空間分辨率，并研究新光學功能的潛力。該研究團隊使用具有Standard Clear PR48光固化樹脂的Autodesk Ember 3D打印機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。

打印的光學組件示意圖

對于3D打印過程，研究人員在Autodesk Inventor中對零件建模，使用用于切片的PrintStudio，Autodesk Ember 3D打印機和PR48樹脂，用砂紙打磨，然后拋光。

示意圖顯示通過頂角為a的棱鏡的不同準直光線

在這項研究中，為了總體上表征光學組件，研究人員必須研究光與所用材料的相互作用。這組作者說：“折射率和百分數(shù)透射率是通過跨電磁波譜可見區(qū)域的不同波長實驗確定的。”為了計算材料的折射率，研究小組使用了以下方法：棱鏡光譜儀氦氣放電管

使用光固化樹脂制造的棱鏡
研究人員說：“三角棱鏡由PR48樹脂制成，用波長為405 nm的紫外線燈固化，隨后進行拋光和拋光?！凹庸ず?，所有的頂角均由量角器確定為60°?！碑斔麄儥z查光折射時，僅能識別出五個主要波長，并且在他們嘗試使用光譜儀時，只有四個可以測量使用。

PR48棱鏡在四個已知波長下的折射率 基于光的可逆性的“貝塞爾法”用于測量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，理論焦距和實驗焦距之間存在差異，但他們認為這是因為拋光“改變了鏡片曲率的半徑”。還有其他“固有限制”會影響鏡頭性能，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題。

“這項工作最有趣的就是使用3D打印技術制造了衍射光柵。通過對這些印刷光柵產(chǎn)生的衍射圖樣進行分析，可以估算出縫隙的周期性和有效的縫隙寬度?！边@些光柵是獨特的，因為有效的縫隙寬度會填滿打印部分的整個體積。該方面使得可以將兩個或更多個光學裝置集成在單個印刷部件中。例如，生產(chǎn)與衍射光柵結合的透鏡。

光學領域中的3D打印正變得越來越流行，因為從提高價格可承受性到提高速度以及進行實驗和自定義的能力，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，以制造更平滑的零件，微光學元件以及價格合理的定制鏡片。