基于电场驱动喷射微3D打印的大面积微透镜阵列制造研究

• 作者: 李红珂 胡玉杰 朱晓阳 兰红波 李政豪 杨建军 章圆方 彭子龙 李宗安 杨继全
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 大面积微透镜阵列 电场驱动喷射微3D打印 圆形微透镜 柱状微透镜 梯度折射率微透镜
• 年，卷（期）: 2021,（23）
• 所属期刊栏目: 数字化设计与制造
• 页码范围: 195-208
• 页数: 14页
• 分类号: TH164
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2021.23.195

摘要

大面积圆形、柱状及梯度折射率微透镜阵列在裸眼3D、光学传感、仿生学、医疗内窥镜等领域具有非常广泛的需求,然而,如何实现大面积多类型微透镜阵列的简单化、低成本、高效率制造是学术界与产业界共同面临的一项挑战性难题.基于电场驱动喷射微3D打印技术,提出了一种可实现大面积多类型微透镜阵列制备的新方法,通过实验揭示了主要工艺参数(电压、气压,打印速度)对制备的不同类型微透镜形貌与质量的影响与规律,利用提出的方法并结合优化的工艺参数,在玻璃基底上分别实现了面积为120 mm×120 mm、100 cm×45 cm的圆形与柱状微透镜阵列的制造,在柔性PET基底上实现了面积为160 mm×160mm的圆形微透镜阵列的制造,利用电场驱动喷射微3D打印的多层打印模式实现了折射率梯度变化范围为0.1的梯度折射率微透镜阵列的制造.实验结果表明,制备的微透镜阵列具有良好的几何与光学性能,基于电场驱动喷射微3D打印大面积、多类型微透镜阵列制造方法具有效率高、成本低、批量化的显著优势,为大面积多类型微透镜阵列制造提供了一种全新的解决方案..