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(zhǎng)做好準(zhǔn)備，通過(guò)鏡片專(zhuān)用3D打印設(shè)備、材料、軟件以及光學(xué)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，為智能眼鏡市場(chǎng)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(wú)法同時(shí)滿(mǎn)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(wèn)題，制造出嵌入智能功能鏡片，并能夠滿(mǎn)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(lái)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(mǎn)足客戶(hù)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(zhuān)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(mǎn)足客戶(hù)的氣隙要求。

通過(guò)這一工藝，波導(dǎo)、全息膠片和LCD屏幕之類(lèi)的智能設(shè)備能夠在鏡片制造過(guò)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(hù)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(wú)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(zhuān)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(zhuān)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(jiàn)的應(yīng)對(duì)策略是，通過(guò)前饋或反饋控制來(lái)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(guò)調(diào)整打印過(guò)程來(lái)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(lái)源：US 20190009481

不過(guò)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(wú)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(lèi)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(guò)程中固定預(yù)結(jié)構(gòu)。擴(kuò)展處理功能可以在打印過(guò)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)。抗毛細(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(shuō)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(guò)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(lái)。

在市場(chǎng)上常見(jiàn)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(guò)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(lái)說(shuō)，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(wú)需龐大的庫(kù)存，無(wú)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(lái)的特殊意義。對(duì)于這一技術(shù)為眼鏡制造領(lǐng)域所帶來(lái)的新機(jī)會(huì)，我們將持續(xù)跟蹤。

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