致力于光學(xué)鏡片3D打印的Luxexcel公司宣布已為智能眼鏡的下一步增長做好準(zhǔn)備，通過鏡片專用3D打印設(shè)備、材料、軟件以及光學(xué)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)，為智能眼鏡市場提供鏡片生產(chǎn)解決方案。

目前，帶有VR或AR功能的智能眼鏡其中有待改進(jìn)之處是比較笨重，并且無法同時(shí)滿足眼鏡佩戴者矯正視力的需要。Luxexcel公司的智能眼鏡量產(chǎn)3D打印解決方案將能夠改善這些現(xiàn)有問題，制造出嵌入智能功能鏡片，并能夠滿足為日常眼鏡佩戴者生產(chǎn)定制化智能眼鏡片的需求，使這些佩戴者在使用智能眼鏡時(shí)，不再需要另外佩戴視力矯正眼鏡。本期，將對(duì)Luxexcel的鏡片3D打印技術(shù)以及制造功能集成智能鏡片的工藝進(jìn)行解析。

Luxexcel集成波導(dǎo)與LCD屏的3D打印鏡片。來源：Luxexcel

輕巧、舒適的智能眼鏡

近日Luxexcel公司對(duì)外表示，眼鏡產(chǎn)品制造商可以使用Luxexcel成熟的批量生產(chǎn)解決方案，將配鏡配方與智能技術(shù)相結(jié)合，制造具有高級(jí)智能功能的規(guī)則外觀鏡片，同時(shí)滿足客戶的視力矯正需求。

Luxexcel所指的批量生產(chǎn)解決方案是基于材料噴射3D打印技術(shù)的解決方案，包含專有的硬件、材料和軟件。3D打印解決方案可以在塑料、玻璃等基體材料上進(jìn)行3D打印，還可以滿足客戶的氣隙要求。

通過這一工藝，波導(dǎo)、全息膠片和LCD屏幕之類的智能設(shè)備能夠在鏡片制造過程中嵌入其中，成為一種集成智能功能的鏡片。同時(shí)，鏡片還可以根據(jù)用戶的個(gè)性化鏡片度數(shù)配方進(jìn)行生產(chǎn)。由于3D打印技術(shù)無需模具的特點(diǎn)，一次打印中即可制造多種不同度數(shù)的鏡片，這是實(shí)現(xiàn)智能鏡片規(guī)?；ㄖ粕a(chǎn)的基礎(chǔ)。

為光學(xué)部件特殊要求而優(yōu)化

Luxexcel在智能組件嵌入式3D打印領(lǐng)域申請(qǐng)了專利。根據(jù)Luxexcel，這種組裝光學(xué)部件的方法易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并用于大規(guī)模生產(chǎn)，而不會(huì)損害光學(xué)部件的生產(chǎn)所需的精度。借助3D打印技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，這一技術(shù)能夠快速地按需制造光學(xué)部件。

智能鏡片制造工藝

Luxexcel的專利技術(shù)包括以下步驟：將基體材料放在基板上并裝載到打印設(shè)備中；第一打印步驟：將打印材料沉積在基體的第一表面上，建立起中間的第一預(yù)結(jié)構(gòu)；第二打印步驟：將打印材料墨滴依次沉積在基體的第二表面上；在第一步驟和第二步驟之間的重新布置步驟中，形成中間的第二預(yù)結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)第一預(yù)結(jié)構(gòu)，并將第一預(yù)結(jié)構(gòu)布置在支撐結(jié)構(gòu)上，支撐結(jié)構(gòu)包括載體子結(jié)構(gòu)，基體材料的延伸部至少部分地?cái)R置在載體子結(jié)構(gòu)上。

在以上工藝中，光學(xué)部件3D打印材料以雙面打印的方式被打印在基體材料上。通常由于層材料的收縮，在材料固化期間,3D打印部件不可避免的產(chǎn)生收縮變形。常見的應(yīng)對(duì)策略是，通過前饋或反饋控制來補(bǔ)償這種收縮效果，也就是在三維結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中對(duì)收縮進(jìn)行預(yù)補(bǔ)償，或者在動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控的基礎(chǔ)上，通過調(diào)整打印過程來動(dòng)態(tài)補(bǔ)償物體的形狀。然而，這些對(duì)策并不能消除收縮效果，而是補(bǔ)償由此產(chǎn)生的變形。

Luxexcel_2來源：US 20190009481

不過Luxexcel在基體材料上進(jìn)行光學(xué)部件3D打印的技術(shù)可防止收縮，而無需訴諸于補(bǔ)償措施。在基體材料上構(gòu)建的三維結(jié)構(gòu)既保留了其內(nèi)部分層結(jié)構(gòu)，又保留了其預(yù)期的最終形狀。這一技術(shù)對(duì)于制造受到內(nèi)層變形的負(fù)面影響的部件尤為重要，而光學(xué)透鏡和具有嵌入式組件的需要固定幾何位置的部件正是屬于這類情況。

另外，基體提供了擴(kuò)展，包括固定擴(kuò)展、抗毛細(xì)擴(kuò)展和/或處理擴(kuò)展。固定擴(kuò)展的作用是在打印過程中固定預(yù)結(jié)構(gòu)。擴(kuò)展處理功能可以在打印過程中輕松處理光學(xué)組件，防止實(shí)際打印結(jié)構(gòu)因接觸而變質(zhì)?？姑?xì)作用擴(kuò)展的作用是防止毛細(xì)作用在重新布置步驟期間和之后將預(yù)結(jié)構(gòu)的一部分拖入第一預(yù)結(jié)構(gòu)和支撐結(jié)構(gòu)之間的間隙中。這種方式，避免了由于毛細(xì)管效應(yīng)而導(dǎo)致的預(yù)結(jié)構(gòu)的不期望的變形，并且防止了第一和/或第二預(yù)結(jié)構(gòu)粘合到支撐結(jié)構(gòu)上。

總之，可以說這是一種用于打印具有預(yù)期形狀，不受變形影響的光學(xué)部件的技術(shù)，避免了由于毛細(xì)管效應(yīng)而導(dǎo)致的預(yù)結(jié)構(gòu)變形，并且防止了第一和/或第二預(yù)結(jié)構(gòu)粘合到支撐結(jié)構(gòu)上。這對(duì)于光學(xué)組件的制造特別有利。

打印中的支撐結(jié)構(gòu)包括變形控制子結(jié)構(gòu)，它們的作用是控制預(yù)結(jié)構(gòu)的變形。一方面，變形控制子結(jié)構(gòu)可以保護(hù)預(yù)結(jié)構(gòu)免于下垂，特別是由于重力而導(dǎo)致的下垂，而且還可以保護(hù)由于打印材料收縮而引起的變形，以及由于熱膨脹等熱效應(yīng)而引起的變形。另一方面，變形控制子結(jié)構(gòu)可用于在預(yù)結(jié)構(gòu)中引起預(yù)期的變形，例如，第一預(yù)結(jié)構(gòu)可被緩慢地充氣以便通過單面打印獲得彎月形透鏡。

特別光滑的表面

實(shí)現(xiàn)以上所描述的部件制造所使用的3D打印技術(shù)為一種材料噴射技術(shù)，打印頭并排且一個(gè)接一個(gè)地沉積油墨的液滴，逐漸實(shí)現(xiàn)三維結(jié)構(gòu)的印刷，在每個(gè)沉積步驟中，多個(gè)液滴同時(shí)被打印頭的多個(gè)噴嘴噴射出來。

在市場上常見的3D打印技術(shù)中，沉積的液滴在固化步驟中的每個(gè)沉積步驟之后至少部分固化，Luxexcel的3D打印技術(shù)可以使液滴的沉積與其固化之間經(jīng)過一定的時(shí)間間隔，允許液滴在重力的影響下沿與剛打印的層表面相切的方向流動(dòng)，從而產(chǎn)生特別光滑的表面，而對(duì)于光學(xué)透鏡來說，光滑度尤為重要。

Review

與很多面向廣泛的領(lǐng)域提供3D打印-增材制造技術(shù)的企業(yè)不同，Luxexcel從創(chuàng)立之初就聚焦于光學(xué)鏡片增材制造領(lǐng)域。他們與富有創(chuàng)新精神的眼鏡制造商、智能設(shè)備制造商或醫(yī)生合作，探索3D打印技術(shù)在光學(xué)鏡片制造領(lǐng)域的應(yīng)用。

無需龐大的庫存，無需復(fù)雜的供應(yīng)鏈，更高的產(chǎn)品設(shè)計(jì)自由度，以及實(shí)現(xiàn)定制化鏡片批量生產(chǎn)，是Luxexcel認(rèn)為3D打印技術(shù)為光學(xué)鏡片制造行業(yè)所帶來的特殊意義。對(duì)于這一技術(shù)為眼鏡制造領(lǐng)域所帶來的新機(jī)會(huì)，我們將持續(xù)跟蹤。

來源：https://www.3ddayin.net/xinwenpindao/shendujiedu/39657.html