美國(guó)西北大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種加速毫米級(jí)成像鏡頭3D打印的新方法。該技術(shù)可用于創(chuàng)建定制隱形眼鏡或?qū)Phone變成疾病識(shí)別顯微鏡。

在所有您可能嘗試進(jìn)行3D打印的項(xiàng)目中，需要完美無瑕，透明且一致的鏡頭。透鏡3D打印的固有問題是顯而易見的：如果3D打印的透鏡在圖層之間有任何可見的跳動(dòng)，它幾乎變?yōu)闊o用（除非透鏡的目標(biāo)是混淆視覺）。其他制造方法因此看起來更實(shí)際。當(dāng)伊利諾斯州西北大學(xué)的工程師最近嘗試3D打印自己的鏡片時(shí)，他們遇到了這個(gè)問題：他們的鏡片彎曲層由光固化樹脂制成，產(chǎn)生可見的步進(jìn)。他們根本不適用于任何類型的成像應(yīng)用。

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西北大學(xué)機(jī)械工程學(xué)副教授孫程描述了這樣一個(gè)事實(shí)：“我們意識(shí)到層層疊加造成了表面粗糙。層厚通常為5微米，而可見光的波長(zhǎng)為約0.5微米。這會(huì)產(chǎn)生光學(xué)粗糙的表面。“

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當(dāng)然，這個(gè)結(jié)果是可以預(yù)料的，所以研究人員想到了其他3D打印鏡頭的方法，這樣他們就不會(huì)產(chǎn)生步進(jìn)。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研究，他們決定嘗試兩步分層和拋光的過程。 如果DLP樹脂3D打印機(jī)本身不會(huì)產(chǎn)生完美光滑的表面，為什么不用輔助手來補(bǔ)充該過程？“首先，我們使用灰度圖像在步驟之間創(chuàng)建更多的轉(zhuǎn)換。”孫程說 ，“然后，我們用相同的光固化樹脂涂覆表面。最后形成進(jìn)一步平滑表面的彎月面。“

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經(jīng)過100多次嘗試使這項(xiàng)技術(shù)合適，研究人員終于實(shí)現(xiàn)了他們的目標(biāo)：3D打印的透明鏡片具有光滑的表面（小于7納米表面粗糙度），適用于成像應(yīng)用。但是3D打印研究的激動(dòng)人心的部分不僅僅是西北大學(xué)已經(jīng)能夠3D打印功能鏡頭。畢竟，包括德國(guó)光刻專家Nanoscribe在內(nèi)的其他團(tuán)隊(duì)已經(jīng)取得了一些成功。

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相反，研究的獨(dú)特成就是研究人員現(xiàn)在能夠制造這些鏡片的絕對(duì)速度。“如果你想制作一個(gè)鏡頭，你想在兩個(gè)小時(shí)還是兩個(gè)星期內(nèi)制作鏡頭？”機(jī)械工程博士候選人，研究的主要作者向凡塵說道。 “我們對(duì)這個(gè)鏡頭感到非常興奮。”拋光3D打印鏡頭的應(yīng)用很多。孫程說，光學(xué)和生物醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域的許多設(shè)備都可以從這種鏡頭中受益，研究人員現(xiàn)在可以計(jì)劃制作更大尺寸的3D打印鏡頭。

但這些樹脂鏡片最令人興奮的未來應(yīng)用之一可能在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。研究人員認(rèn)為，他們快速制造的鏡片最終可用于內(nèi)窺鏡或光學(xué)顯微鏡，這可以幫助檢測(cè)癌癥等疾病。這些鏡頭甚至可以被未開發(fā)區(qū)域的醫(yī)療專業(yè)人員用于診斷成像。另一方面，它們也可以用作定制隱形眼鏡來抵抗角膜疾病圓錐角膜的影響。到目前為止，我們嚴(yán)重依賴拋光鏡片耗時(shí)且成本高昂，通過3D打印，現(xiàn)在您可以快速自由設(shè)計(jì)和定制鏡頭。”

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網(wǎng)譯自：3ders.org?