Лазерный мир

3D-печатный полимерный мастер из массива микролинз. (Источник: Nanoscribe)

До настоящего времени производство инновационных микрооптических конструкций было сложным из-за очень высоких требований к точности формы и низкой шероховатости поверхности, необходимых для оптимальных оптических характеристик. Кроме того, процессы разработки продукта должны соответствовать все возрастающей важности быстрых инновационных циклов и низкой стоимости серийного производства.

Новый Photonic Professional GT2 3D от Nanoscribe позволяет изготавливать сверхточную микрооптику в качестве полимерных мастеров для серийного производства, которые необходимы, например, в мобильных устройствах или устройствах дополненной реальности, для сложных датчиков или передовых решений в области здравоохранения и автомобильной промышленности. Полимерные 3D-принтеры хорошо вписываются в обычные производственные процессы, такие как литье под давлением, горячее тиснение и наноимпринтная литография. Например, никелевая прокладка создается путем гальванопластики в 3D-печатной полимерной матрице матрицы микролинз. Затем прокладку используют в качестве вставки для литья под давлением термопластичного полимера, такого как ПММА (полиметилметакрилат) или ПК (поликарбонат). Через несколько секунд расплавленный термопласт впрыскивается в полость вкладыша, охлаждается и затвердевает, дублируя основную форму полимера. Этот стандартный процесс сокращает время производства и затраты на единицу по доступным продуктам потребительского рынка. Другие методы включают репликацию с помощью УФ-формования светочувствительного материала из негативных марок PDMS (полидиметилсилоксана).

Процесс производства массивов микролинз на основе печатного полимерного мастера 2PP и последующих процессов репликации. На рисунке показаны этапы процесса литья под давлением. (Источник: Nanoscribe)

Основанные на двухфотонной полимеризации (2PP), 3D-принтеры Nanoscribe преобразуют цифровые модели непосредственно в физические объекты с субмикронным разрешением. По сравнению с обычными методами, такими как литография в оттенках серого, технологии оплавления или алмазное фрезерование, 3D-принтеры Nanoscribe обеспечивают огромную свободу дизайна и в то же время очень надежный химический процесс, позволяющий получить практически любую вогнутую или выпуклую форму поверхности. Компактная преломляющая оптика, такая как угловые кубики с острыми краями, оптика произвольной формы и даже системы составных линз из двух или более сложенных линз, были созданы с использованием этой технологии. Простой рабочий процесс от модели CAD до конечной 3D-печатной детали способствует прямой и быстрой оптимизации дизайна, сокращая циклы итерации дизайна продукта. Кроме того, многоуровневые дифракционные оптические элементы с субмикронным разрешением выигрывают от одностадийного процесса печати, который ускоряет создание прототипа и изготовление полимерного мастера при меньших затратах, например, пропуская несколько шагов литографии и изготовление маски.

Высокоточный 3D-принтер использует фемтосекундный лазерный луч, который экспонирует и отверждает светочувствительный материал только в малой фокусной точке. Принтер сканирует сфокусированный луч лазера в фотополимере послойно с расстояниями между слоями до нанометрового масштаба, создавая трехмерные объекты с оптическим качеством поверхности за один шаг печати. Аддитивный процесс позволяет изготавливать микрооптику с конструкциями, которые иначе невозможно изготовить. Например, могут быть изготовлены полусферические и асферические матрицы микролинз с произвольно малыми расстояниями между линзами, позволяющими даже перекрывать линзы. Кроме того, способ демонстрирует гладкие поверхности с шероховатостью поверхности всего несколько нанометров и точностью формы менее одного микрометра. Как обычные, так и разработанные компьютером произвольные линзы могут выиграть от аддитивного производства, например, в применениях для гомогенизации излучения, необходимых для освещения. Сочетание передовых процессов Nanoscribe, программных рецептур с оптимизированными параметрами печати и специально разработанных смол 2PP является ключевым преимуществом для прямого изготовления высокоточной микрооптики, преодоления геометрических ограничений, известных из стандартных методов изготовления, и достижения высокой точности формы и оптические гладкие поверхности. (Источник: Nanoscribe)

Источник: http://www.photonicsviews.com/ultra-precise-additive-series-manufacturing-of-micro-optics/