
「墨水噴射印表機」生產光學濾鏡和鏡子
技術創新降低生產成本,滿足個性化需求
德國卡爾斯魯厄理工學院(Karlsruhe Institute of Technology,KIT)的研究人員近日利用「墨水噴射印表機」生產光學濾鏡和鏡子,研發新材料和創新的製程技術,能精確控制光學性質,降低生產成本,滿足個性化需求。光學濾鏡可以用於控制光的反射或傳輸,而鏡子又是許多光學裝置和系統的核心零件。
傳統製造方法是在大型真空系統中進行物料的高溫氣相沉積,需要消耗大量能源和物料,且產能不高。KIT 的「3D Matter Made to Order」優秀叢集計畫下,該校光技術研究所的研究人員利用小型化的噴墨技術生產出「墨噴式光學濾鏡」,解決光學裝置量產的瓶頸,所使用之墨水經特殊合成,可以精準控制所需厚度和折射率。
透過噴墨方式依序噴上兩種不同的墨水,需要時可針對需求不斷重疊,再經過紫外線固化,完成光學濾鏡和鏡子的製作。整個製程精度極高,能應用於醫學光譜學、化學工業和高反射望遠鏡等市場。
值得一提的是,這一製程技術同樣適用於生產高能效的二氧化矽薄膜,此矽薄膜可以在太陽能電池板、LED 照明形成精確的反射和穿透率,提升裝置整體效能。
研究人員表示同樣使用噴墨技術的,還有像是液晶顯示器等,這個裝置有很大發展潛力,未來將努力進一步提高產能,並建立出更高效省能的製造方式。
應用前景
噴墨技術生產的光學濾鏡和鏡子相較於傳統的真空沉積製程,成本低廉,具有極高的可塑性和精度,生產效率也更高,未來可能替代現有裝置。
光學濾鏡和鏡子可以應用在醫學光學、光學儀器、航空航天、鐳射測量等領域,為相關產業發展帶來全新契機和想像空間。特別是對於一些尺寸大小比較小,而且需要滿足高精度、高效能、多品種、小批次生產的裝置來說這種新技術具有更為明確的優勢。
同時這一製程技術的出現意味著物質成本的降低也有利於開發新的產品應用。例如,針對普及化應用,未來可能還有基於噴墨技術生產的具有一定抗污染能力的光學材料。在現實生活中,光學裝置受到外界影響非常嚴重,而這種環境汙染往往會影響光的傳輸,而這種新型材料便可以在某種程度上解決這個問題。
社會思考
技術的進步在促進社會發展的同時也引發了一些問題和反思。
首先是技術導向的問題。現代科學和技術的發展朝著效率和速度快、資源利用高、成本低等方向發展。在這個過程中,人的需求被忽視,產生了一些始料未及、不可控、不可逆的負面影響。在光學裝置生產的過程中,由於大量使用能源和物質,是否考慮如何減少所需資源、降低排放、避免破壞生態環境等問題也需要引起關注。
其次是市場競爭的問題。技術的進步使得生產過程更加快捷、方便、綠色,並降低生產成本。然而市場競爭也會引發不同廠商之間光學裝置品質和資源利用情況的差異化,對消費者造成影響。另外市場的需求也會影響裝置的生產,優先關注大宗需求,也就意味著一些尺寸偏小、成本高、難以生產的裝置難以獲得發展和推廣。
無論如何,科技發展始終是為人類的需求服務。我們需要關注的是,在技術的發展過程中,如何取得更合理的資源利用、生產成本、市場規律等及時掌握者我們需要進一步理解和思考的問題。
最後我們需要注意的是科技發展以及應用的安全性,防範各類安全風險、保護個人隱私、確保生產裝置的穩定性和安全可靠性。