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3D打印镜头技术可以制造检测疾病的iPhone显微镜

作者:管理员   来源:http://www.hn3d.net   浏览量:   发布日期:2018-3-29   分享:
美国西北大学的研究人员发现了一种加速毫米级成像镜头3D打印的新方法,该技术可用于创建定制隐形眼镜或将iPhone变成疾病识别显微镜。

在所有可能尝试进行3D打印的项目中,需要完美无瑕、透明且一致的镜头可能不是您的首选。透镜3D打印的固有问题是显而易见的:如果3D打印的透镜在图层之间有任何可见的跳动,它几乎变为无用(除非透镜的目标是混淆视觉)。其他制造方法因此看起来更实际。
当伊利诺斯州西北大学的工程师最近尝试3D打印自己的镜片时,他们遇到了这个问题:他们的镜片弯曲层由光固化树脂制成,产生可见的步进。他们根本不适用于任何类型的成像应用。
西北大学机械工程学副教授孙程描述了这样一个事实:"我们意识到层层叠加造成了表面粗糙。层厚通常为5微米,而可见光的波长为约0.5微米,这会产生光学粗糙的表面。"
当然,这个结果是可以预料的,所以研究人员想到了其他3D打印镜头的方法,这样他们就不会产生步进。经过长时间的研究,他们决定尝试两步分层和抛光的过程 - 如果DLP树脂3D打印机本身不会产生完美光滑的表面,为什么不用辅助手来补充该过程?


"首先,我们使用灰度图像在步骤之间创建更多的转换,"Sun说。 "然后,我们用相同的光固化树脂涂覆表面,再形成进一步平滑表面的弯月面。"
经过100多次尝试使这项技术合适,研究人员终于实现了他们的目标:3D打印的透明镜片具有光滑的表面(小于7纳米表面粗糙度),适用于成像应用。
但是3D打印研究的激动人心的部分不仅仅是西北大学已经能够3D打印功能镜头。毕竟,包括德国光刻专家Nanoscribe在内的其他团队已经取得了一些成功。相反,研究的独特成就是研究人员现在能够制造这些镜片的绝对速度。
"如果你想制作一个镜头,你想在两个小时还是两个星期内制作镜头?"机械工程博士候选人、研究的主要作者Xiangfan Chen问道。 "我们对这个镜头感到非常兴奋。"
抛光3D打印镜头的应用很多。 Sun说,光学和生物医学成像领域的许多设备都可以从这种镜头中受益,研究人员现在计划制作更大尺寸的3D打印镜头。
但这些树脂镜片最令人兴奋的未来应用之一可能在医学领域。研究人员认为,他们快速制造的镜片最终可用于内窥镜或光学显微镜,这可以帮助检测癌症等疾病。
这些镜头甚至可以被未开发区域的医疗专业人员用于诊断成像。另一方面,它们也可以用作定制隐形眼镜来抵抗角膜疾病圆锥角膜的影响。
Sun说:"到目前为止,我们严重依赖抛光镜片耗时且成本高昂的工艺。通过3D打印,现在您可以快速自由设计和定制镜头。"
该研究发表在《先进材料》杂志上,"高速度3D打印的毫米级定制非球面成像镜头,具有亚7 nm的表面粗糙度"。

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