离散制造业

激光直写技术带来了先进的印刷技术

西北工程学院的研究人员开发了一种用电磁方法制造的透镜,使研究人员能够在具有挑战性的表面上打印结构。

由布莱恩·桑德罗 2021年5月7日,
礼貌:西北大学

激光直写(DLW)是一种制造光学元件的技术。这种方法有其实际的局限性,而且使用成本很高。

西北工程学院的研究可以用更小的设备和更有效的镜头,以更低的成本实现更先进的印刷。麦考密克工程学院的合作Koray艾登bloom Krishnaswamy演示了通过电磁设计方法(如反设计和3D纳米打印)生产的紧凑、薄透镜,将允许研究人员在表面打印和创建结构,而这是传统DLW系统难以实现的。

艾丁是电气和计算机工程的副教授,克里希纳斯瓦米是机械工程的教授。

艾丁说:“我们的方法是独特的,因为我们利用了非常规的设计和制造技术。“这使得成像、内窥镜和光学纳米颗粒捕获等多种应用更简单、成本更低。”

通过电磁方法制造的透镜将允许研究人员在具有挑战性的表面上打印结构。礼貌:西北大学

通过电磁方法制造的透镜将允许研究人员在具有挑战性的表面上打印结构。礼貌:西北大学

与从已知结构开始创建光学元件的传统方法不同,反设计方法允许对最佳设计进行任意初始猜测。这是通过对设计目标设置硬约束,然后寻找最优设计来实现的。将反设计方法和双光聚合技术相结合,为制造传统技术难以实现的复杂光学结构提供了新的选择。

艾丁和克里希纳斯瓦米,以及研究生Wisnu Hadibrata和博士后魏海明,制作了一种可以打印在纤维尖端的高数值孔径金属。该透镜使用双光子聚合系统,即通常所称的3D纳米打印,能够打印出100纳米分辨率的结构。

艾丁和克里希那斯瓦米用这种金属制造了一个自制的系统,结果表明它的效果与笨重的玻璃镜片相当。

艾丁说:“我们有效地将镜头尺寸减小了四个数量级,同时保持了同样的效率。”“这使我们能够使用纤维尖端金属在纳米尺度上进行3D打印,并为不同和更复杂的形状开辟了新的机会。”

Krishnaswamy说:“想象一下,我们可以将几种光纤尖端金属沿不同方向进行打印,从而实现从多个角度同时进行3D打印。”“这是我们今天无法做到的,因为通常使用的镜片体积太大。”


布莱恩·桑德罗
作者简介:布莱恩·桑德罗,西北大学