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La técnica de fabricación de lentes evita los moldes costosos

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Los investigadores desarrollaron un molde líquido a partir de gotas que pueden manipular con imanes para crear lentes en una variedad de formas y tamaños.

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Investigadores de la Universidad del Estado de Washington y de la Universidad del Estado de Ohio han desarrollado una forma fácil y de bajo costo para fabricar lentes a medida que podrían ayudar a los fabricantes a evitar los costosos moldes necesarios para la fabricación de lentes.

Liderados por Lei Li, profesora asistente de la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales, y estudiante de posgrado, Mojtaba Falahati, los investigadores desarrollaron un molde líquido a partir de gotas que pueden manipular con imanes para crear lentes en una variedad de formas y tamaños.

Su trabajo aparece en la revista Applied Physics Letters.

Los procesos tradicionales de moldeo y fundición para la fabricación de lentes de alta calidad requieren moldes de metal caros, que pueden limitar la producción en masa de un tipo de lente.

"Los moldes están acabados con precisión y son difíciles de hacer", dice Li. "No vale la pena hacer un molde para producción de bajo volumen."

Los investigadores se toparon con el problema mientras buscaban lentes para su trabajo de desarrollo de un lector de laboratorio portátil en un teléfono, por lo que al principio intentaron imprimir en 3D sus propias lentes, pero les resultó difícil controlar la forma de las mismas.

Luego se les ocurrió la idea de usar imanes y tensión superficial de líquidos para crear moldes de flujo libre.

Colocaron diminutas partículas magnéticas de hierro en gotas de líquido y construyeron un dispositivo para rodear las gotas con imanes. Luego vertieron el material plástico utilizado en las lentes sobre la gota. Al aplicar un campo magnético, la gota tomó la forma de una lente cónica, creando un molde para el material plástico de la lente. Una vez que curaron el plástico, se endureció y tuvo las mismas propiedades ópticas y calidad de imagen que una lente comprada comercialmente. La gota de líquido permanece separada y puede ser reutilizada.

Los imanes se pueden mover para cambiar el campo magnético, la forma del molde y la lente resultante. Los investigadores también usaron gotas más grandes o más pequeñas para crear lentes de diferentes tamaños.

El trabajo fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias.