南極熊爆料：3D打印玻璃透光率99.4%，光學(xué)產(chǎn)業(yè)將被變革

△光學(xué)玻璃3D打印機(jī)

前一段時(shí)間，連續(xù)深度報(bào)道了速度提供100倍的高速3D打印機(jī)，引起眾多讀者共鳴“3D打印的風(fēng)口就要來了嗎？”現(xiàn)在南極熊再次在3D打印材料上曝光重大創(chuàng)新的技術(shù)應(yīng)用“玻璃光學(xué)3D打印”。相信很多人都知道，高級(jí)的光學(xué)玻璃，例如相機(jī)中的鏡頭，一般都被日本等國(guó)家壟斷，中國(guó)無法生產(chǎn)出高質(zhì)量的光學(xué)產(chǎn)品。網(wǎng)友王振鵬向南極熊3D打印網(wǎng)爆料（南極熊歡迎大家投稿3d@nanjixiong.com，特別是3D打印技術(shù)發(fā)明方面），現(xiàn)在已經(jīng)可以使用3D打印的方法，對(duì)玻璃等光學(xué)制品進(jìn)行制造了，這對(duì)于光學(xué)產(chǎn)業(yè)來說，簡(jiǎn)直是一個(gè)大地震——要知道，現(xiàn)在一個(gè)好的光學(xué)元件，價(jià)格要十幾萬元甚至幾十萬元。

△3D打印的玻璃

這個(gè)技術(shù)是由愛特蒙特光學(xué)進(jìn)行應(yīng)用，它是世界上最大的光學(xué)器件供應(yīng)商，率先在中國(guó)提供3D打印的光學(xué)元件。3D打印光學(xué)玻璃的技術(shù)，來自一個(gè)叫LUX的公司，它使用自己擁有專利的3D打印技術(shù)，結(jié)合自己研發(fā)的高分子聚合物3D打印材料（具體名字和化學(xué)式，由于商業(yè)保密，南極熊不能在此提供）。LUX位于荷蘭，由SET Ventures, Munich Venture Partners, Turnstone Capital, Filsa Capital and Midtop等幾個(gè)風(fēng)險(xiǎn)投資機(jī)構(gòu)進(jìn)行支持，具體投資金額未知。

△展出中的3D打印的玻璃

什么是3D打印光學(xué)器件?
南極熊獲得的技術(shù)消息是，3D 打印 結(jié)合了塑料光學(xué)元件的優(yōu)勢(shì)，光學(xué)器件在紫外線的照射下，一滴一滴被打印出來。3D打印不需要很貴的模具，大量的治具或者后期處理。 因?yàn)闆]有傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造工藝限制，這獨(dú)特的加工過程大大提高了光學(xué)器件在生產(chǎn)速度和靈活。它有以前做不到的設(shè)計(jì)上的自由，它不需要是球面的，甚至不需要是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的光學(xué)元件。這種意義，對(duì)于光學(xué)領(lǐng)域來說，就像鳥兒飛出了籠子，可以隨意翱翔一樣。
有什么優(yōu)勢(shì)?

• 設(shè)計(jì)自由 – 可定制的形狀, 非對(duì)稱設(shè)計(jì), 自由變形。
• 短交期, 快速成型和同樣設(shè)計(jì)上的可迭代性。
• 無最小起訂量: 想打印多少打多少
• 無需開始的模具投資
• 不確定哪個(gè)設(shè)計(jì)更好? 一次全打出來!
• 質(zhì)量輕
  

玻璃光學(xué)3D打印機(jī)使用最常見的CAD文件，IGES 更好，但是也接受 STL 和 STEP 文件。最大尺寸可以是 380 x 200 mm (14.960”x 7.874”)；最大厚度 20 mm (0.787”)。波長(zhǎng)為587.6 nm 的時(shí)候折射率是 1.53 ，牛逼啊！
設(shè)計(jì)上的限制
3D 光學(xué)打印作為技術(shù)平臺(tái)仍然在發(fā)展, 目前還不是非常完善。

• 一個(gè)表面必須是平的
• 不能有懸臂和中空結(jié)構(gòu)
• 最大尺寸 380 x 200 mm (14.960”x 7.874”) ; 20 mm (0.787”)  最大厚度
• 如果太高了直墻會(huì)成為個(gè)問題; 只有超過80°的才可以被打印
  

公差多少?
由于打印過程的性質(zhì), 公差取決于設(shè)計(jì)上的尺寸和復(fù)雜程度, 但是絕大多數(shù)小于100 μm。

適用于多少波長(zhǎng)的光線?
1mm的打印材料透過率是99.4% ，420 nm 至 780 nm的可見光波段99.4%透過率，此外的波段透過率衰減明顯。為了增加元件的使用壽命, 請(qǐng)避免紫外和紅外光的照射。

使用壽命
保證一年, 然而, 一般的環(huán)境下至少可以使用5年.  為增加壽命,防止元件被紫外和紅外光照射, 過熱, 儲(chǔ)藏在寒冷干燥的環(huán)境中。

和傳統(tǒng)的開模塑料元件比
材料性質(zhì)與傳統(tǒng)塑料元件非常相似，看上去有點(diǎn)發(fā)黃，稍微有點(diǎn)朦朧感。沒有治具費(fèi)用，每次打印的都可以不一樣。

可以鍍膜嗎?
還沒發(fā)展到可以鍍膜。

如何清潔？
壓縮空氣，水, 其實(shí)一切溫和的手段都可以。 材料是高分子聚合物，可溶于酒精，所以不能用酒精清潔。

放置溫度范圍是?
-20°C 到+60°C 都沒有問題.  超過 +60°C 會(huì)引起改變顏色， 變形和融化。 低于-20攝氏度表面會(huì)斷裂。

3D打印發(fā)展迅猛，但光學(xué)行業(yè)是一個(gè)高精密行業(yè)，一般來說，使用傳統(tǒng)拋光技術(shù)制造的透鏡，面型規(guī)格為納米級(jí)別，現(xiàn)在的3D打印技術(shù)很難制造出同等精度的透鏡。LUX現(xiàn)在提供的也僅僅是光學(xué)導(dǎo)光管，透鏡陣列等照明應(yīng)用光學(xué)產(chǎn)品，因?yàn)檎彰鲬?yīng)用比起成像應(yīng)用要求的精度要低很多。光學(xué)行業(yè)突飛猛進(jìn)，今天的技術(shù)很快就會(huì)成為過去。在南極熊3D打印網(wǎng)看來，3D打印是未來的趨勢(shì)，相信不久的將來會(huì)出現(xiàn)更高精度更快速的打印技術(shù)，適用范圍更廣的材料。南極熊旗下的3D打印應(yīng)用平臺(tái)熊玩意www.xiongwanyi.com也準(zhǔn)備上線3D打印光學(xué)元件的技術(shù)應(yīng)用產(chǎn)品。說不定將來啥時(shí)候就可以3D打印一部太空望遠(yuǎn)鏡，觀測(cè)宇宙了。
需要3D打印光學(xué)玻璃的讀者，可以聯(lián)系愛特蒙特光學(xué)（深圳），或者直接聯(lián)系南極熊微信公眾號(hào) dddyin。