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Produire des objectifs de qualité est souvent problématique pour de nombreux fabricants, car pour les produire, il faut concevoir une série de lentilles qui formeront la formule optique de l’objectif. Récemment, le procédé de moulage par injection est apparu comme une solution rentable pour la fabrication de lentilles asphériques en verre à volume élevé.

Une nouvelle technique pour fabriquer des objectifs

Maintenant, des chercheurs de l’Université de l’État de Washington et de l’Ohio State ont mis au point un moyen beaucoup plus simple et peu coûteux de fabriquer des lentilles personnalisées qui pourraient aider les fabricants à éviter les moules coûteux nécessaires à la fabrication d’objectifs.
Sous la direction de Lei Li, professeur adjoint à l’École de génie mécanique et des matériaux, et de Mojtaba Falahati, étudiant diplômé, les chercheurs ont développé un moule liquide à partir de gouttelettes qu’ils peuvent manipuler à l’aide d’aimants pour créer des lentilles de formes et de tailles variées.
Les objectifs de haute qualité sont de plus en plus utilisés dans les appareils photos, les voitures autonomes et la quasi-totalité de la robotique, mais les procédés de moulage et de coulée traditionnels utilisés dans leur fabrication nécessitent des moules en métal sophistiqués et coûteux. Les fabricants sont donc généralement limités à la production en série d’un type d’objectifs.
«Les moules sont finis avec précision et sont difficiles à fabriquer», a déclaré Li. «Cela ne vaut pas la peine de fabriquer un moule pour une production à faible volume.»

Ils ont placé de minuscules particules de fer magnétiques dans des gouttelettes 

Les chercheurs ont découvert cette nouvelle technique en cherchant des objectifs pour leur travail afin de développer un lecteur de laboratoire portable sur un téléphone. Ils ont d’abord essayé de fabriquer leurs propres objectifs à l’aide de l’impression 3D, mais ils ont eu du mal à contrôler la forme de l’objectif. Ils ont ensuite eu l’idée d’utiliser des aimants et la tension superficielle des liquides pour créer littéralement des moules à écoulement libre.
Ils ont placé de minuscules particules de fer magnétiques dans des gouttelettes liquides et construit un dispositif pour entourer les gouttelettes d’aimants. Ils ont ensuite versé le plastique sur les gouttelettes. En appliquant un champ magnétique, les gouttelettes ont pris une forme de lentille conique, créant un moule pour les lentille en plastiques. Une fois le plastique durci, il présente les mêmes propriétés optiques et la même qualité d’imagerie qu’un objectif acheté dans le commerce.

Un moule liquide contrôlable

Les aimants peuvent être déplacés pour modifier le champ magnétique, la forme du moule et la lentille résultante. Les chercheurs ont également utilisé des gouttelettes plus grosses ou plus petites pour créer des lentilles de différentes tailles.
«Nous avons introduit le concept de tension interfaciale dans le domaine de l’optique en utilisant un moule liquide contrôlable.», a déclaré Li. « Ce nouveau procédé nous a permis de réguler la forme d’une goutte magnétique et de créer des lentilles sans avoir à fabriquer des moules coûteux. »
Les résultats de cette recherche ont été publiés dans Applied Physics Letters.
Source : Washington State University
Crédit photo sur Unsplash :  William Bayreuther

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