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

△光學玻璃3D打印機

前一段時間，連續(xù)深度報道了速度提供100倍的高速3D打印機，引起眾多讀者共鳴“3D打印的風口就要來了嗎？”現(xiàn)在南極熊再次在3D打印材料上曝光重大創(chuàng)新的技術應用“玻璃光學3D打印”。相信很多人都知道，高級的光學玻璃，例如相機中的鏡頭，一般都被日本等國家壟斷，中國無法生產(chǎn)出高質(zhì)量的光學產(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打印技術發(fā)明方面），現(xiàn)在已經(jīng)可以使用3D打印的方法，對玻璃等光學制品進行制造了，這對于光學產(chǎn)業(yè)來說，簡直是一個大地震——要知道，現(xiàn)在一個好的光學元件，價格要十幾萬元甚至幾十萬元。

△3D打印的玻璃

這個技術是由愛特蒙特光學進行應用，它是世界上最大的光學器件供應商，率先在中國提供3D打印的光學元件。3D打印光學玻璃的技術，來自一個叫LUX的公司，它使用自己擁有專利的3D打印技術，結合自己研發(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等幾個風險投資機構進行支持，具體投資金額未知。

△展出中的3D打印的玻璃

什么是3D打印光學器件?
南極熊獲得的技術消息是，3D 打印 結合了塑料光學元件的優(yōu)勢，光學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。 因為沒有傳統(tǒng)的設計和制造工藝限制，這獨特的加工過程大大提高了光學器件在生產(chǎn)速度和靈活。它有以前做不到的設計上的自由，它不需要是球面的，甚至不需要是旋轉(zhuǎn)對稱的光學元件。這種意義，對于光學領域來說，就像鳥兒飛出了籠子，可以隨意翱翔一樣。
有什么優(yōu)勢?

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

玻璃光學3D打印機使用最常見的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”)。波長為587.6 nm 的時候折射率是 1.53 ，牛逼��！
設計上的限制
3D 光學打印作為技術平臺仍然在發(fā)展, 目前還不是非常完善。

• 一個表面必須是平的
• 不能有懸臂和中空結構
• 最大尺寸 380 x 200 mm (14.960”x 7.874”) ; 20 mm (0.787”)  最大厚度
• 如果太高了直墻會成為個問題; 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), 公差取決于設計上的尺寸和復雜程度, 但是絕大多數(shù)小于100 μm。

適用于多少波長的光線?
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，看上去有點發(fā)黃，稍微有點朦朧感。沒有治具費用，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 會引起改變顏色， 變形和融化。 低于-20攝氏度表面會斷裂。

3D打印發(fā)展迅猛，但光學行業(yè)是一個高精密行業(yè)，一般來說，使用傳統(tǒng)拋光技術制造的透鏡，面型規(guī)格為納米級別，現(xiàn)在的3D打印技術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導光管，透鏡陣列等照明應用光學產(chǎn)品，因為照明應用比起成像應用要求的精度要低很多。光學行業(yè)突飛猛進，今天的技術很快就會成為過去。在南極熊3D打印網(wǎng)看來，3D打印是未來的趨勢，相信不久的將來會出現(xiàn)更高精度更快速的打印技術，適用范圍更廣的材料。南極熊旗下的3D打印應用平臺熊玩意www.xiongwanyi.com也準備上線3D打印光學元件的技術應用產(chǎn)品。說不定將來啥時候就可以3D打印一部太空望遠鏡，觀測宇宙了。
需要3D打印光學玻璃的讀者，可以聯(lián)系愛特蒙特光學（深圳），或者直接聯(lián)系南極熊微信公眾號 dddyin。