自动冷印用于将光学镜头集成到3D打印部件的烯二 styrene (ABS) 表面

科学领域:

• 制造业 工程 制造工程
• 聚合物科学 聚合物科学
• 光学工程是指光学工程.

背景情况:

• 3D打印可以实现复杂的几何形状,但往往缺乏微观尺度的功能.
• 传统的添加微特征的方法通常很慢或与3D打印的聚合物不兼容.
• 将光学元件直接集成到3D打印的部件中需要先进的制造技术.

研究的目的:

• 开发和验证一种自动化的冷印工艺,用于为3D打印的ABS组件添加微特征.
• 调查关键过程参数,特别是印时间和速度对特征复制的影响.
• 为了证明蒸汽光滑和机器人自动化在这种新型制造方法中的效率和有效性.

主要方法:

• 使用定制开发的蒸汽光滑室来准备3D打印的ABS表面.
• 采用6轴的库卡机器人进行高速,自动化的冷刻印.
• 系统地改变印时间 (E_t) 和速度 (E_v),以评估它们对微弗雷内尔镜片复制的影响.
• 使用光泽分析量化表面变化和特征忠实性.

主要成果:

• 蒸汽光滑成功地实现了有效印所需的表面软化.
• 最佳的浮雕时间 (E_t = 0.1 秒) 导致了高质量的特征复制.
• 由于聚合物流量有限,不足的E_t (0.01秒) 阻止了特征复制.
• 过度的印花时间导致表面硬化,抑制复制.
• 自动化工艺在一分钟多的时间内完成了48个浮雕,证明了高效率.

结论:

• 自动冷刻印,加上蒸汽光滑,是将微特征集成到3D打印聚合物上的可行方法.
• 精确控制压刻时间对于成功复制特征至关重要,平衡聚合物流量和表面完整性.
• 这种技术为增强3D打印元件的功能提供了一条途径,使得像集成差分光学元件这样的应用程序成为可能.