一种基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法

摘要

本发明提供了一种基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，采用了设备原料较为简单的复眼模具注模加工方式生产曲面仿生复眼，设备原料成本较为低廉，并且通过对复眼模具结构的改进，能够通过使用不同微透镜模孔直径的曲面微孔阵列模板和改变设定复眼模具中隔离空间层的负压真空度，来改变复眼模具中有机硅柔性薄膜对应于微透镜模孔位置处受负压作用下凹的深度和曲率，从而调整注模生产的曲面仿生复眼的微透镜曲率，其制备流程操作简单，制备加工周期短，可拓展性强，能够很好的确保仿生复眼产品的制备加工精度，有效的解决了现有技术中生产不同微透镜曲率仿生复眼产品的便利性和低成本难以兼顾的问题。

权利要求

1.一种基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）采用3D打印技术制备曲面微孔阵列模板，所述曲面微孔阵列模板整体呈球冠面状，且曲面微孔阵列模板上按照预设的复眼阵列排布密度列排分布设置有若干个贯通的微透镜模孔；所述曲面微孔阵列模板采用3D打印的立体光固化成型法加以制备；

2）利用液态有机硅固化制备得到有机硅柔性薄膜，所述有机硅柔性薄膜的整体大小尺寸与所述曲面微孔阵列模板的凹侧面相匹配；

3）构建复眼模具，所述复眼模具由模具箱体装置、所述曲面微孔阵列模板和所述有机硅柔性薄膜组合构成；

所述模具箱体装置包括箱体和箱盖，所述箱体具有上端开口的中空腔室，所述曲面微孔阵列模板的周侧密封地固定安装在所述箱体的中空腔室的侧壁上，且曲面微孔阵列模板的球冠面状顶部朝下设置，从而由曲面微孔阵列模板将箱体的中空腔室分隔为上方的开放空间层和下方的隔离空间层两个部分；所述有机硅柔性薄膜贴附铺设在所述曲面微孔阵列模板的凹侧面上，并将曲面微孔阵列模板上的各个微透镜模孔密封覆盖住，使得所述隔离空间层成为密闭空间，且箱体装置还设置有连通至箱体的所述隔离空间层的真空泵，用以对隔离空间层抽真空；所述箱盖密闭的盖合在箱体的上端开口上，箱盖的下底面为球面状，当箱盖盖合在箱体上时，其球面状的下底面与曲面微孔阵列模板的凹侧面处于同球心设置状态，且箱盖的下底面与贴附铺设在曲面微孔阵列模板的凹侧面上的有机硅柔性薄膜之间留有间隙，使得箱盖的下底面与有机硅柔性薄膜之间间隔形成注模腔室空间，所述箱盖上设置有透气通孔和微流注射通道，所述透气通孔和微流注射通道分别连通至所述注模腔室空间边缘的两个相对位置处，且微流注射通道经由毛细管与一个微流注射泵相连通；

4）启动所述复眼模具的真空泵对隔离空间层抽真空，使得曲面微孔阵列模板的凹侧面上贴附铺设的有机硅柔性薄膜对应于微透镜模孔的位置处受到隔离空间层的负压作用而向下凹陷，形成微透镜型注模腔，且对隔离空间层抽真空形成负压的真空度不同，则有机硅柔性薄膜对应于微透镜模孔位置处受负压作用下凹的深度和曲率也会不同；在复眼模具的隔离空间层内达到设定的真空度后，通过微流注射泵向复眼模具的注模腔室空间内注满光敏聚合物，待固化后将其脱模取出，得到曲面仿生复眼。

2.根据权利要求1所述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，其特征在于，所述步骤2）中采用的液态有机硅为液态聚二甲基硅氧烷，且添加有固化剂，固化剂的添加量为聚二甲基硅氧烷质量的10% 15%，由此制备得到的有机硅柔性薄膜为聚二甲基硅氧烷~柔性薄膜。

3.根据权利要求2所述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，其特征在于，制备聚二甲基硅氧烷柔性薄膜时采用旋涂法，控制旋涂仪的转速为300 1000rpm，并进行加~热固化，加热温度为60 80℃，加热时间为50 70min，制备得到厚度为80 150μm的聚二甲基~ ~ ~硅氧烷柔性薄膜。

4.根据权利要求3所述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，其特征在于，采用旋涂法得到聚二甲基硅氧烷柔性薄膜后，先使用无水酒精浸泡20 30min，再将聚二甲~基硅氧烷柔性薄膜从旋涂仪上揭下。

5.根据权利要求1所述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，其特征在于，所述模具箱体装置中的箱盖采用液态有机硅通过模具倒模而制成。

6.根据权利要求1所述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，其特征在于，所述步骤4）中，通过微流注射泵向复眼模具的注模腔室内注满光敏聚合物的注射速率为80

150μL/min。

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7.根据权利要求1所述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，其特征在于，所述步骤4）中采用的光敏聚合物为紫外固化光敏胶NOA81。

8.根据权利要求7所述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，其特征在于，在通过微流注射泵向复眼模具的注模腔室空间内注满紫外固化光敏胶NOA81后，固化处理的具体方式为：将复眼模具放入紫外光设备中进行紫外光固化，紫外光曝光功率为200~

400W，曝光时间为1 2min，使得紫外固化光敏胶NOA81固化。

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说明书

一种基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及仿生光学技术领域，尤其涉及曲面仿生复眼制备技术，具体涉及一种基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法。

背景技术

[0002] 仿生复眼受启于自然界中昆虫的主要视觉器官，在微光学领域受到了广泛关注，鉴于其具有体积小、视场角大以及灵敏度高等特点，是微光机电一体化系统的重要组成部分。复眼由数目众多的小眼构成，但其体积在微米量级，且每个小眼都具备独立的感光能力。虽然其相比于人眼其分辨率不高，但是复眼通常拥有远超人眼的视场角，最大的接近180°，为全景相机的制备提供了可能。此外复眼对运动物体具有很高的灵敏度，日常生活中苍蝇便是凭借这一特性轻易得躲避我们的攻击。仿生复眼的研究成果在军用、民事与医疗等领域已广泛应用，并拥有许多的潜在应用领域。

[0003] 目前，仿生复眼的加工方法主要有直接加工法和注膜法。常用的直接加工法主要包括超精密雕刻加工方法、软光刻法、激光直写法等，这类方法的优点是能够根据需要而方便地调整设计仿生复眼上微透镜的曲率，以使得微透镜达到需要的焦距，但是这些加工方法存在着加工周期较长，设备昂贵，工艺较复杂等问题。而注膜法则是通过先制作仿生复眼加工模具，然后采用光敏聚合物注模固化后脱模取出，得到仿生复眼产品，这类方法的优点是工周期较短，设备原料简单，成本较为低廉，但往往由于仿生复眼加工模具制作成型后，其仿生复眼上微透镜的形状曲率也相应的被模具所固定，若要生产不同微透镜曲率的仿生复眼则需要重新制作相应的加工模具，因此难以实现仿生复眼产品中微透镜曲率的灵活调整加工。这就导致目前的加工技术存在着生产不同微透镜曲率仿生复眼产品的便利性和低成本难以兼顾的矛盾，而在很多不同的应用场景下，往往需要多种不同微透镜曲率和焦距的仿生复眼产品。因此，如何采用较低成本的方案方便灵活的生产出多种不同微透镜曲率的仿生复眼产品，成为了领域内的一个重要技术研究方向。

发明内容

[0004] 针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，其采用设备原料较为简单的复眼模具注模加工方式生产曲面仿生复眼，并且通过对复眼模具结构的改进，能够通过使用不同微透镜模孔直径的曲面微孔阵列模板和改变设定复眼模具中隔离空间层的负压真空度来调整注模生产的曲面仿生复眼的微透镜曲率，从而实现了低成本生产不同微透镜曲率的仿生复眼产品的技术目标，解决了现有技术中生产不同微透镜曲率仿生复眼产品的便利性和低成本难以兼顾的问题。

[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

[0006] 一种基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，包括如下步骤：

[0007] 1）采用3D打印技术制备曲面微孔阵列模板，所述曲面微孔阵列模板整体呈球冠面状，且曲面微孔阵列模板上按照预设的复眼阵列排布密度列排分布设置有若干个贯通的微透镜模孔；

[0008] 2）利用液态有机硅固化制备得到有机硅柔性薄膜，所述有机硅柔性薄膜的整体大小尺寸与所述曲面微孔阵列模板的凹侧面相匹配；

[0009] 3）构建复眼模具，所述复眼模具由模具箱体装置、所述曲面微孔阵列模板和所述有机硅柔性薄膜组合构成；

[0010] 所述模具箱体装置包括箱体和箱盖，所述箱体具有上端开口的中空腔室，所述曲面微孔阵列模板的周侧密封地固定安装在所述箱体的中空腔室的侧壁上，且曲面微孔阵列模板的球冠面状顶部朝下设置，从而由曲面微孔阵列模板将箱体的中空腔室分隔为上方的开放空间层和下方的隔离空间层两个部分；所述有机硅柔性薄膜贴附铺设在所述曲面微孔阵列模板的凹侧面上，并将曲面微孔阵列模板上的各个微透镜模孔密封覆盖住，使得所述隔离空间层成为密闭空间，且箱体装置还设置有连通至箱体的所述隔离空间层的真空泵，用以对隔离空间层抽真空；所述箱盖密闭的盖合在箱体的上端开口上，箱盖的下底面为球面状，当箱盖盖合在箱体上时，其球面状的下底面与曲面微孔阵列模板的凹侧面处于同球心设置状态，且箱盖的下底面与贴附铺设在曲面微孔阵列模板的凹侧面上的有机硅柔性薄膜之间留有间隙，使得箱盖的下底面与有机硅柔性薄膜之间间隔形成注模腔室空间，所述箱盖上设置有透气通孔和微流注射通道，所述透气通孔和微流注射通道分别连通至所述注模腔室空间边缘的两个相对位置处，且微流注射通道经由毛细管与一个微流注射泵相连通；

[0011] 4）启动所述复眼模具的真空泵对隔离空间层抽真空，在复眼模具的隔离空间层内达到设定的真空度后，通过微流注射泵向复眼模具的注模腔室空间内注满光敏聚合物，待固化后将其脱模取出，得到曲面仿生复眼。

[0012] 上述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法中，作为优选方案，所述曲面微孔阵列模板采用3D打印的立体光固化成型法加以制备。

[0013] 上述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法中，作为优选方案，所述步骤2）中采用的液态有机硅为液态聚二甲基硅氧烷，且添加有固化剂，固化剂的添加量为聚二甲基硅氧烷质量的10% 15%，由此制备得到的有机硅柔性薄膜为聚二甲基硅氧烷柔性薄~膜。

[0014] 上述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法中，作为优选方案，制备聚二甲基硅氧烷柔性薄膜时采用旋涂法，控制旋涂仪的转速为300 1000rpm，并进行加热固~化，加热温度为60 80℃，加热时间为50 70min，制备得到厚度为80 150μm的聚二甲基硅氧~ ~ ~
烷柔性薄膜。

[0015] 上述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法中，作为进一步优选方案，采用旋涂法得到聚二甲基硅氧烷柔性薄膜后，先使用无水酒精浸泡20 30min，再将聚二甲~基硅氧烷柔性薄膜从旋涂仪上揭下。

[0016] 上述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法中，作为优选方案，所述模具箱体装置中的箱盖采用液态有机硅通过模具倒模而制成。

[0017] 上述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法中，作为优选方案，所述步骤4）中，通过微流注射泵向复眼模具的注模腔室内注满光敏聚合物的注射速率为80 150μ~L/min。

[0018] 上述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法中，作为优选方案，所述步骤4）中采用的光敏聚合物为紫外固化光敏胶NOA81。

[0019] 上述基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法中，作为进一步优选方案，在通过微流注射泵向复眼模具的注模腔室空间内注满紫外固化光敏胶NOA81后，固化处理的具体方式为：将复眼模具放入紫外光设备中进行紫外光固化，紫外光曝光功率为200~400W，曝光时间为1 2min，使得紫外固化光敏胶NOA81固化。
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[0020] 相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：

[0021] 1、本发明基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，采用了设备原料较为简单的复眼模具注模加工方式生产曲面仿生复眼，设备原料成本较为低廉，并且通过对复眼模具结构的改进，能够通过使用不同微透镜模孔直径的曲面微孔阵列模板和改变设定复眼模具中隔离空间层的负压真空度，来改变复眼模具中有机硅柔性薄膜对应于微透镜模孔位置处受负压作用下凹的深度和曲率，从而调整注模生产的曲面仿生复眼的微透镜曲率，实现了低成本生产不同微透镜曲率的仿生复眼产品的技术目标。

[0022] 2、本发明基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，其制备流程操作简单，制备加工周期短，且能够灵活调整所使用曲面微孔阵列模板的微透镜模孔直径以及隔离空间层的负压真空度，可拓展性强。

[0023] 3、本发明基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法中通过3D打印技术制备曲面微孔阵列模板，能够很好的确保加工精度，从而保证仿生复眼产品的制备加工精度。

[0024] 4. 本发明基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，通过微流注射通道过量注射能有效排尽气体以及防止可能存在的杂质影响；采用NOA81作为成型材料具有良好光学性质，能在1 2min完成固化，不仅缩短了工艺周期，更有效的保护了光刻设备。~

附图说明

[0025] 图1为本发明基于3D打印的多焦距仿生复眼制备方法的流程图。

[0026] 图2为本发明方法中所采用的复眼模具的结构示意图。

[0027] 图3为本发明实施例中制备得到的3个不同的曲面仿生复眼产品和一个采用3D打印技术制备曲面微孔阵列模板的实物图。

具体实施方式

[0028] 本发明提供了一种3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，其流程如图1所示，包括如下步骤：

[0029] 1）采用3D打印技术制备曲面微孔阵列模板，所述曲面微孔阵列模板整体呈球冠面状，且曲面微孔阵列模板上按照预设的复眼阵列排布密度列排分布设置有若干个贯通的微透镜模孔。

[0030] 该步骤制备的曲面微孔阵列模板，是用于作为复眼模具的结构组件。而曲面微孔阵列模板上的微透镜模孔按照预设的复眼阵列排布密度进行列排设计，用于定位加工曲面仿生复眼上的微透镜位置，因此微透镜模孔的直径可以根据曲面仿生复眼上微透镜尺寸的加工要求进行设计。而为了较好的保证曲面微孔阵列模板的制备加工精度，最好采用3D打印的立体光固化成型法加以制备，其3D打印加工精度误差可以达到30μm以下，能够很好的确保加工精度。针对不同的生产目标，可以制备微透镜模孔直径不同的多个曲面微孔阵列模板备用。

[0031] 2）利用液态有机硅固化制备得到有机硅柔性薄膜，所述有机硅柔性薄膜的整体大小尺寸与所述曲面微孔阵列模板的凹侧面相匹配。

[0032] 该步骤制备的有机硅柔性薄膜也是用于作为复眼模具的结构组件。制备所用的液态有机硅可以采用常用的有机硅材料；但作为优选方案，最好采用液态聚二甲基硅氧烷作为制备有机硅柔性薄膜的液态有机硅材料，且为了便于固化加工，最好在其中添加固化剂，固化剂的添加量为聚二甲基硅氧烷质量的10% 15%，由此制备得到的有机硅柔性薄膜即为~聚二甲基硅氧烷柔性薄膜，其具备较好的弹性和韧性。制备聚二甲基硅氧烷柔性薄膜时最好采用旋涂法，能够较好的控制制备所得聚二甲基硅氧烷柔性薄膜的厚度；制备时，控制旋涂仪的转速为300 1000rpm，并进行加热固化，加热温度为60 80℃，加热时间为50 70min，~ ~ ~
制备得到厚度为80 150μm的聚二甲基硅氧烷柔性薄膜。借助聚二甲基硅氧烷材料的弹性和~
韧性性能，采用旋涂法制备厚度为80 150μm的聚二甲基硅氧烷柔性薄膜，能够使其较好的~
与曲面微孔阵列模板配合在负压下形成微透镜注模型腔；若聚二甲基硅氧烷柔性薄膜的厚度过厚，容易导致其在负压下形变程度受限而难以形成符合要求的微透镜注模型腔；而若聚二甲基硅氧烷柔性薄膜的厚度过薄，则容易导致其在负压下形变过度而破裂。采用旋涂法得到聚二甲基硅氧烷柔性薄膜后，最好先使用无水酒精浸泡20 30min，再将聚二甲基硅~
氧烷柔性薄膜从硅基底上揭下，这样更有助于避免聚二甲基硅氧烷柔性薄膜从硅基底上揭膜时破裂损坏。由于每生产一个曲面仿生复眼后都需要更换一张有机硅柔性薄膜，因此，作为消耗件，可以制备多张有机硅柔性薄膜以备用；具体制备时，可以利用液态聚二甲基硅氧烷采用旋涂法制备一张大尺寸（例如4 8寸）的有机硅柔性薄膜材料层，然后在有机硅柔性~
薄膜材料层上切割得到多张有机硅柔性薄膜。

[0033] 3）构建复眼模具，该复眼模具由模具箱体装置、以及此前加工制备的所述曲面微孔阵列模板和有机硅柔性薄膜组合而构成。

[0034] 复眼模具的结构如图2所示。复眼模具的构成部件包括模具箱体装置10、曲面微孔阵列模板20和有机硅柔性薄膜30；其中，模具箱体装置10是预先已制备成型备用的，其包括箱体11和箱盖12，箱体11具有上端开口的中空腔室，曲面微孔阵列模板20的周侧密封地固定安装在箱体1的中空腔室的侧壁上，且曲面微孔阵列模板20的球冠面状顶部朝下设置（即曲面微孔阵列模板的凹侧面朝上、凸侧面朝下设置），从而由曲面微孔阵列模板20将箱体1的中空腔室分隔为上方的开放空间层和下方的隔离空间层13两个部分；有机硅柔性薄膜30贴附铺设在曲面微孔阵列模板20的凹侧面上，并将曲面微孔阵列模板20上的各个微透镜模孔21密封覆盖住，使得隔离空间层13成为密闭空间，且箱体11装置还设置有连通至箱体的隔离空间层的真空泵40，用以对隔离空间层13抽真空；箱盖12密闭的盖合在箱体11的上端开口上，箱盖12的下底面为球面状，当箱盖12盖合在箱体上时，其球面状的下底面与曲面微孔阵列模板20的凹侧面处于同球心设置状态，且箱盖12的下底面与贴附铺设在曲面微孔阵列模板的凹侧面上的有机硅柔性薄膜30之间留有间隙，使得箱盖12的下底面与有机硅柔性薄膜30之间间隔形成注模腔室空间14，箱盖12上还设置有透气通孔15和微流注射通道16，透气通孔15和微流注射通道16分别连通至注模腔室空间14边缘的两个相对位置处，且微流注射通道16经由毛细管与一个微流注射泵相50连通。

[0035] 在由此构建的复眼模具中，可以看到，在模具箱体装置放入箱盖盖合在箱体上端开口上时，曲面微孔阵列模板及其凹侧面上贴附铺设的有机硅柔性薄膜将模具箱体装置内部的中空腔室分隔为了隔离空间层和注模腔室空间两个空间区域，并且对靠下方的隔离空间层形成了密封，同时由于靠上方的注模腔室空间是通过箱盖上的透气通孔与外界大气压相通的，从而可以通过真空泵对隔离空间层抽真空以形成负压，使得曲面微孔阵列模板的凹侧面上贴附铺设的有机硅柔性薄膜对应于微透镜模孔的位置处受到隔离空间层的负压作用而向下凹陷，形成微透镜型注模腔，而对隔离空间层抽真空形成负压的真空度不同，则有机硅柔性薄膜对应于微透镜模孔位置处受负压作用下凹的深度和曲率也会不同。

[0036] 在复眼模具中，模具箱体的箱盖也是构成注模腔室空间的重要构件之一，为了保证加工精度，模具箱体中箱盖最好采用液态有机硅通过模具倒模而制成。箱盖上的微流注射通道是内径尺寸小于1000μm的微管道；而微流注射泵（也称为微量注射泵）是指使用微管道（内径尺寸为10 1000μm）控制流体精确、微量、均匀、持续地输出的泵力仪器，其能够控制~流体进量速度以每小时毫升数计算，最大的99.9ml/h，最小的0.1ml/h。在复眼模具中使用微流注射通道结构和微流注射泵，是为了更加精确的控制向注模腔室空间内注入光敏聚合物制备曲面仿生复眼的注入量，有助于更好的避免制备的曲面仿生复眼中存在气泡或杂志而影响制备质量。

[0037] 4）启动所述复眼模具的真空泵对隔离空间层抽真空，在复眼模具的隔离空间层内达到设定的真空度后，通过微流注射泵向复眼模具的注模腔室空间内注满光敏聚合物，待固化后将其脱模取出，得到曲面仿生复眼。

[0038] 该步骤用于向复眼模具注胶脱模制备曲面仿生复眼。其中，所采用的光敏聚合物可以选择紫外固化光敏胶NOA81或其他型号的紫外固化光敏胶，同时通过微流注射泵向复眼模具的注模腔室内注满光敏聚合物的注射速率最好控制为80 150μL/min，并最好进行过~量注射，以确保排出注模腔室内可能存在的气泡或杂质；向注模腔室空间内注满紫外固化光敏胶NOA81后，可以等待其自然固化，但为了可以加速固化、缩短生产周期，针对紫外固化光敏胶NOA81，可以采用如下的紫外光固化处理方式：将复眼模具放入紫外光设备中进行紫外光固化，紫外光曝光功率为200 400W，曝光时间为1 2min，使得紫外固化光敏胶NOA81固~ ~
化。

[0039] 通过上述流程可以看到，本发明基于3D打印和负压模具成型的仿生复眼制备方法，采用了设备原料较为简单的复眼模具注模加工方式生产曲面仿生复眼，并且由于对复眼模具结构进行了改进，通过模具箱体装置结构与有机硅柔性薄膜和曲面微孔阵列模板相配合，使得可以通过真空泵对复眼模具的隔离空间层抽真空而使得曲面微孔阵列模板的凹侧面上贴附铺设的有机硅柔性薄膜对应于微透镜模孔的位置处受到隔离空间层的负压作用而向下凹陷，形成微透镜型注模腔；如果采用的曲面微孔阵列模板上微透镜模孔的直径尺寸设置不同、对隔离空间层抽真空形成负压的真空度不同，则有机硅柔性薄膜对应于微透镜模孔位置处受负压作用下凹的深度和曲率也会不同，进而能够使得向注模腔室空间内注胶得到的曲面仿生复眼上的微透镜曲率和焦距也相应的不同；由此，在采用本发明方法制备仿生复眼时，可以先制备多个微透镜模孔直径不同的曲面微孔阵列模板和多张有机硅柔性薄膜，每制备生产一个曲面仿生复眼后需要更换一张新的有机硅柔性薄膜，若需要生产相同微透镜曲率的曲面仿生复眼，则在复眼模具中使用相同微透镜模孔直径的曲面微孔阵列模板、在注模前通过控制真空泵对复眼模具的隔离空间层抽真空达到相同的真空度即可，而如果需要生产不同微透镜曲率的曲面仿生复眼，则相应的在复眼模具中更换不同微透镜模孔直径的曲面微孔阵列模板、调整真空泵对复眼模具的隔离空间层抽真空的真空度便能够实现，这样就达到了能够灵活调整生产所得的曲面仿生复眼上微透镜曲率和焦距的目的，从而实现了低成本生产不同微透镜曲率的仿生复眼产品的技术目标，很好的解决了现有技术中生产不同微透镜曲率仿生复眼产品的便利性和低成本难以兼顾的问题。

[0040] 下面用实施方式来说明本发明方法。应该理解的是这些实施方式仅仅是用于进一步说明本发明的实施方案，而不是用于限制本发明。

[0041] 实施例：

[0042] 本实施例采用本发明方法来制备曲面仿生复眼，制备流程如下：

[0043] 1）采用3D打印技术制备曲面微孔阵列模板，曲面微孔阵列模板整体呈球冠面状，且曲面微孔阵列模板上按照预设的复眼阵列排布密度列排分布设置有若干个贯通的微透镜模孔。

[0044] 本实施例采用3D打印技术分别制备了微透镜模孔直径不同的七个曲面微孔阵列模板，其各自的微透镜模孔直径分别为600μm、800μm、1000μm、1200μm、1400μm、1600μm、1800μm。

[0045] 2）利用液态有机硅固化制备得到有机硅柔性薄膜，所述有机硅柔性薄膜的整体大小尺寸与所述曲面微孔阵列模板的凹侧面相匹配。

[0046] 本实施例中采用添加固化剂的液态聚二甲基硅氧烷制备了多张聚二甲基硅氧烷柔性薄膜（有机硅柔性薄膜），同时，为了便于比较不同微透镜模孔直径、不同抽真空负压条件对于制备的曲面仿生复眼的微透镜曲率的影响情况，本实施例中统一控制制备的聚二甲基硅氧烷柔性薄膜厚度均为100μm。

[0047] 3）采用模具箱体装置、曲面微孔阵列模板和有机硅柔性薄膜组合构建如图2所示的复眼模具。

[0048] 4）启动所述复眼模具的真空泵对隔离空间层抽真空，在复眼模具的隔离空间层内达到设定的真空度后，通过微流注射泵向复眼模具的注模腔室空间内注满光敏聚合物，待固化后将其脱模取出，得到曲面仿生复眼。

[0049] 本实施例中重复执行上述的步骤3）4）七次制备七个曲面仿生复眼，七次制备过~程分别采用上述七个微透镜模孔直径不同的曲面微孔阵列模板构建复眼模具，并分别控制真空泵对隔离空间层抽真空达到不同的真空度，然后注胶固化脱模后，对得到的曲面仿生复眼的微透镜凸起高度和曲率半径进行测量，得到的数据如表1所示。

[0050] 表1

[0051]

[0052] 可以看到，在上述制备的七个曲面仿生复眼中，由于采用的曲面微孔阵列模板上微透镜模孔的直径尺寸不同、对隔离空间层抽真空形成负压的真空度不同，导致有机硅柔性薄膜对应于微透镜模孔位置处受负压作用下凹的深度和曲率也会不同，因此制备得到的曲面仿生复眼的微透镜凸起高度和曲率半径也均不相同，从而得到七个微透镜曲率和焦距各不相同的曲面仿生复眼产品。图3示出了采用本发明方法制备得到的3个不同的曲面仿生复眼产品（如图3中编号①、②、③所示）和一个采用3D打印技术制备曲面微孔阵列模板（如图3中编号④所示）。由此也证实了，本发明方法能够低成本的、方便的生产不同微透镜曲率的仿生复眼产品。

[0053] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。