Dalla Northwestern University un nuovo metodo per accelerare la stampa 3D di obiettivi di imaging millimetrici per creare lenti a contatto personalizzate

I ricercatori della Northwestern University hanno scoperto un nuovo metodo per accelerare la stampa 3D di obiettivi di imaging millimetrici. La tecnica potrebbe essere utilizzata per creare lenti a contatto personalizzate o per trasformare gli iPhone in microscopi per la ricerca di malattie.

Tra tutte le cose che potresti tentare di stampare in 3D, gli obiettivi – che devono essere perfettamente rifiniti, trasparenti e coerenti – potrebbero non essere in cima alla tua lista. I problemi inerenti alla stampa 3D degli obiettivi sono evidenti: se il tuo obiettivo stampato in 3D ha un passaggio visibile tra gli strati, diventa praticamente inutile (a meno che lo scopo del tuo obiettivo non sia quello di offuscare la visione). Altri metodi di fabbricazione sembrerebbero quindi più pratici.

Quando gli ingegneri della Northwestern University, nell’Illinois, hanno recentemente tentato di stampare in 3D le proprie lenti, si sono imbattuti proprio in questo problema: gli strati curvi delle lenti, realizzati con resina fotopolimerizzabile, hanno creato uno scalino visibile. Semplicemente non erano funzionali a nessun tipo di applicazione di imaging.

Cheng Sun, un professore associato di ingegneria meccanica della Northwestern, ha descritto quel momento di verità: “Ci siamo resi conto che gli strati uno sopra l’altro creavano rugosità superficiale. Lo spessore dello strato è in genere di 5 micron, mentre la lunghezza d’onda della luce visibile è di circa 0,5 micron. Questo crea una superficie otticamente ruvida. ”

Naturalmente, c’era da aspettarsi questo risultato, quindi i ricercatori hanno pensato ad altri modi in cui potevano stampare gli obiettivi di stampa 3D in modo che non avrebbero prodotto la stepping. Dopo una lunga ricerca, hanno deciso di tentare un processo in due fasi di stratificazione e lucidatura: se la stampante 3D per resina DLP non avrebbe prodotto una superficie perfettamente liscia da sola, perché non integrare tale processo con una mano?

“In primo luogo, abbiamo utilizzato le immagini in scala di grigi per creare più transizioni tra i passaggi”, ha detto Sun. “Quindi, abbiamo rivestito la superficie con la stessa resina fotopolimerizzabile. Che poi forma il menisco che leviga ulteriormente la superficie. ”

Dopo oltre 100 tentativi per ottenere questa tecnica giusta, i ricercatori hanno finalmente raggiunto il loro obiettivo: una lente trasparente stampata in 3D con una superficie liscia (meno di 7 nanometri di rugosità superficiale) adatta per applicazioni di imaging.

Ma la parte eccitante della ricerca sulla stampa 3D non è solo il fatto che la Northwestern sia stata in grado di stampare obiettivi funzionali in 3D. Dopotutto, altri gruppi, compreso lo specialista di litografia tedesca Nanoscribe , lo hanno già fatto con un certo successo. Piuttosto, il risultato unico della ricerca è la velocità alla quale i ricercatori sono ora in grado di fabbricare questi obiettivi.

“Se vuoi fare un obiettivo, vuoi farlo in due o due settimane?” Chiese Xiangfan Chen, un dottorando in ingegneria meccanica e autore principale dello studio. “Siamo molto entusiasti di questo obiettivo.”

Le applicazioni per le lenti lucide stampate in 3D sono numerose. Sun afferma che molti dispositivi nel campo dell’ottica e delle immagini biomediche potrebbero trarre vantaggio da tali obiettivi, e ora i ricercatori stanno progettando di realizzare obiettivi stampati 3D molto più grandi.

Ma una delle future applicazioni più eccitanti di questi obiettivi in ​​resina potrebbe essere nel campo della medicina. I ricercatori ritengono che le loro lenti fabbricate rapidamente potrebbero essere utilizzate in endoscopi o microscopi ottici, che potrebbero aiutare a rilevare malattie come il cancro.

Le lenti potrebbero anche essere utilizzate da professionisti medici in aree non sviluppate per l’imaging diagnostico. D’altra parte, potrebbero anche essere utilizzati come lenti a contatto personalizzate per contrastare gli effetti del cheratocono, una malattia della cornea.

“Fino ad ora, ci siamo affidati molto al lungo e costoso processo di lucidatura delle lenti”, ha affermato Sun. “Con la stampa 3D, ora hai la libertà di progettare e personalizzare rapidamente una lente.”

La ricerca, “Stampa 3D ad alta velocità di obiettivi di imaging asferico personalizzati di dimensioni millimetriche con rugosità superficiale di 7 nm sub”, è stata pubblicata su Advanced Materials .

Be the first to comment on "Dalla Northwestern University un nuovo metodo per accelerare la stampa 3D di obiettivi di imaging millimetrici per creare lenti a contatto personalizzate"

Leave a comment