华盛顿州立大学(Washington State University)和俄亥俄州立大学(Ohio State University)的研究人员近日创造了一种低成本且简便制造定制镜片的方法，可以帮助制造商避免光学制造所需的昂贵模具。

在机械和材料工程学院助理教授李磊和研究生Mojtaba Falahati的带领下，研究人员开发了一种液滴模具，这是用液滴模拟它们可以用磁铁操纵来制造出各种形状和尺寸的镜片。高质量镜头越来越多地应用于从相机到自动驾驶汽车以及几乎所有机器人的所有领域，但其制造中使用的传统模塑和铸造工艺需要复杂且昂贵的金属模具。因此制造商主要限于批量生产一种镜头。

李教授说：“模具精确完成很难做，不值得让模具小批量生产。”为了在手机上开发便携式实验室阅读器，研究人员在寻找镜头时，他们就遇到了这个问题。他们首先尝试使用3D打印制作自己的镜头但发现难以控制镜头形状。然后他们提出了使用磁铁和液体表面张力的想法，从而创造出自由流动的模具。

他们将微小的磁性铁颗粒放入液滴中，制造了一个用磁铁包围液滴的装置。然后他们将透镜中使用的塑料材料倒在液滴上，当他们施加磁场时，液滴呈锥形镜片形状为塑料镜片材料创造一个模具。一旦他们将塑料固化，它就会变硬并具有与商业购买的镜片相同的光学性能和成像质量。液滴保持分离可以重复使用。

磁铁可以移动来改变磁场、模具的形状以及由此产生的透镜。研究人员还使用较大或较小的水滴来制造不同大小的镜片。李教授说：“我们通过引入创新的可控液体模具将界面张力的概念引入光学领域，这种新颖的工艺使我们能够调节磁滴的形状并制造镜片而无需制造昂贵的模具。”