研究人員研發加速毫米級成像的3D列印鏡頭新方法

美國西北大學的研究人員發現了一種加速毫米級成像鏡頭3D列印的新方法。該技術可用於創建定製隱形眼鏡或將iPhone變成疾病識別顯微鏡。

在所有您可能嘗試進行3D列印的項目中，需要完美無瑕，透明且一致的鏡頭。透鏡3D列印的固有問題是顯而易見的：如果3D列印的透鏡在圖層之間有任何可見的跳動，它幾乎變為無用（除非透鏡的目標是混淆視覺）。其他製造方法因此看起來更實際。當伊利諾斯州西北大學的工程師最近嘗試3D列印自己的鏡片時，他們遇到了這個問題：他們的鏡片彎曲層由光固化樹脂製成，產生可見的步進。他們根本不適用於任何類型的成像應用。

西北大學機械工程學副教授孫程描述了這樣一個事實：「我們意識到層層疊加造成了表面粗糙。層厚通常為5微米，而可見光的波長為約0.5微米。這會產生光學粗糙的表面。「

當然，這個結果是可以預料的，所以研究人員想到了其他3D列印鏡頭的方法，這樣他們就不會產生步進。經過長時間的研究，他們決定嘗試兩步分層和拋光的過程。 如果DLP樹脂3D印表機本身不會產生完美光滑的表面，為什麼不用輔助手來補充該過程？「首先，我們使用灰度圖像在步驟之間創建更多的轉換。」孫程說 ，「然後，我們用相同的光固化樹脂塗覆表面。最後形成進一步平滑表面的彎月面。「

經過100多次嘗試使這項技術合適，研究人員終於實現了他們的目標：3D列印的透明鏡片具有光滑的表面（小於7納米表面粗糙度），適用於成像應用。但是3D列印研究的激動人心的部分不僅僅是西北大學已經能夠3D列印功能鏡頭。畢竟，包括德國光刻專家Nanoscribe在內的其他團隊已經取得了一些成功。

相反，研究的獨特成就是研究人員現在能夠製造這些鏡片的絕對速度。「如果你想製作一個鏡頭，你想在兩個小時還是兩個星期內製作鏡頭？」機械工程博士候選人，研究的主要作者向凡塵說道。 「我們對這個鏡頭感到非常興奮。」拋光3D列印鏡頭的應用很多。孫程說，光學和生物醫學成像領域的許多設備都可以從這種鏡頭中受益，研究人員現在可以計劃製作更大尺寸的3D列印鏡頭。

但這些樹脂鏡片最令人興奮的未來應用之一可能在醫學領域。研究人員認為，他們快速製造的鏡片最終可用於內窺鏡或光學顯微鏡，這可以幫助檢測癌症等疾病。這些鏡頭甚至可以被未開發區域的醫療專業人員用於診斷成像。另一方面，它們也可以用作定製隱形眼鏡來抵抗角膜疾病圓錐角膜的影響。到目前為止，我們嚴重依賴拋光鏡片耗時且成本高昂，通過3D列印，現在您可以快速自由設計和定製鏡頭。」

網譯自：3ders.org

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