研究人员使用DLP 3D打印技术数字制造3D打印镜头

来源：航天智造  

在最近发表的《DLP增材制造制造的3D打印透镜和衍射光栅的特征》中，国际研究人员研究了使用DLP 3D打印进行光学零件的数字制造。在研究DLP技术时，研究人员打算探索可用的高空间分辨率，并研究新光学功能的潜力。该研究团队使用具有Standard Clear PR48光固化树脂的Autodesk Ember 3D打印机制造透镜和衍射光栅，其中透镜以0°打印，衍射光栅以90°打印。

打印的光学组件示意图

对于3D打印过程，研究人员在Autodesk Inventor中对零件建模，使用用于切片的PrintStudio，Autodesk Ember 3D打印机和PR48树脂，用砂纸打磨，然后抛光。

示意图显示通过顶角为a的棱镜的不同准直光线

在这项研究中，为了总体上表征光学组件，研究人员必须研究光与所用材料的相互作用。这组作者说：“折射率和百分数透射率是通过跨电磁波谱可见区域的不同波长实验确定的。”为了计算材料的折射率，研究小组使用了以下方法：棱镜光谱仪氦气放电管

使用光固化树脂制造的棱镜
研究人员说：“三角棱镜由PR48树脂制成，用波长为405 nm的紫外线灯固化，随后进行抛光和抛光。“加工后，所有的顶角均由量角器确定为60°。”当他们检查光折射时，仅能识别出五个主要波长，并且在他们尝试使用光谱仪时，只有四个可以测量使用。

PR48棱镜在四个已知波长下的折射率 基于光的可逆性的“贝塞尔法”用于测量3D打印后镜头的焦距。他们指出，可以制造焦距“合理地吻合”的会聚透镜，而抛光后的透镜仅相差0.6。作者还指出，理论焦距和实验焦距之间存在差异，但他们认为这是因为抛光“改变了镜片曲率的半径”。还有其他“固有限制”会影响镜头性能，例如3D软件中曲面的近似值，Ember的打印分辨率以及各向异性问题。

“这项工作最有趣的就是使用3D打印技术制造了衍射光栅。通过对这些印刷光栅产生的衍射图样进行分析，可以估算出缝隙的周期性和有效的缝隙宽度。”这些光栅是独特的，因为有效的缝隙宽度会填满打印部分的整个体积。该方面使得可以将两个或更多个光学装置集成在单个印刷部件中。例如，生产与衍射光栅结合的透镜。

光学领域中的3D打印正变得越来越流行，因为从提高价格可承受性到提高速度以及进行实验和自定义的能力，为该行业提供了许多好处。如今，研究人员和制造商正在创新技术，以制造更平滑的零件，微光学元件以及价格合理的定制镜片。