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研究人员开发出一种低成本 简便的方法来制造定制镜片 可以帮助制造商避免光学制造所需的昂贵模具

发布时间:2019-05-21 15:28:58 来源:

在机械和材料工程学院助理教授雷利和研究生Mojtaba Falahati的带领下,研究人员开发了一种液滴模具,用液滴模拟它们可以用磁铁操纵,制造出各种形状和尺寸的镜片。他们的作品刊登在“ 应用物理快报 ”杂志的封面上。

高质量镜头越来越多地应用于从相机到自动驾驶汽车以及几乎所有机器人的所有领域,但其制造中使用的传统模塑和铸造工艺需要复杂且昂贵的金属模具。因此,制造商主要限于批量生产一种镜头。

“模具精确加工,难以制造,”李说。“为小批量生产制造模具是不值得的。”

研究人员在寻找镜头以便在手机上开发便携式实验室阅读器时,他们直接遇到了这个问题。

他们首先尝试使用3D打印制作自己的镜头,但发现难以控制镜头形状。然后,他们提出了使用磁铁和液体表面张力的想法,从而创造出自由流动的模具。

他们将微小的磁性铁颗粒放入液滴中,并制造了一个用磁铁包围液滴的装置。然后,他们将透镜中使用的塑料材料倒在液滴上。当他们施加磁场时,液滴呈锥形镜片形状 - 为塑料镜片材料创造一个模具。一旦它们固化塑料,它就会硬化并具有与商业购买的镜片相同的光学特性和成像质量。液滴保持分离,可以重复使用。

可以移动磁体以改变磁场,模具的形状和所得到的透镜。研究人员还使用更大或更小的液滴来制作不同尺寸的镜片。

“我们通过引入创新的可控液体模具将界面张力的概念引入光学领域,”李说。“这种新颖的工艺使我们能够调节磁滴的形状并制造镜片,而无需制造昂贵的模具。”

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