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国内外有哪些微纳级、纳米级3d打印技术和厂商?

双光子吸收(2PA)的空间选择性。2PA的概率在聚焦点之外显著降低,因此也降低了荧光体积,实现了更高的空间分辨率。荧光显微镜中单光子束路径和多光子束路径的直接比较显示,2PA仅出现在光束的焦点处。因此,单体交联仅在焦平面上发生,因为聚合反应取决于这种非线性吸收,而在1光子吸收的情况下,发射的光会沿整个光束吸收。这解释了为什么逐层生产采用基于单束光子的工艺(例如立体光刻)生产的零件,而双光子零件却可以3D打印小于100 nm分辨率物体的原因。

此前,人们认为,使用光聚合物作为材料,在亚微米的精度范围内,双光子3D打印机不能打印出ISO测试所需的(大)尺寸试样。UpNano专有的自适应分辨率技术与强大的激光器相结合,打破了这个不可能性,可以使用符合ISO标准的材料,为工业和学术界3D打印纳米尺寸的零件。

高分辨率的3D打印技术可以生产出比传统制造工艺更小、更精确的零件。然而,随着这项技术的潜力越来越受关注,世界各地的工业和研究机构,都要求获得关于各种打印技术所使用的大量不同材料的质量信息。

这通常来说很困难,因为大多数标准的材料规格测试方法需要的试样,比高分辨率3D打印机能够生产的试样大得多。现在,双光子聚合(2PP)3D打印技术的领导者UpNano公司成功地利用其NanoOne打印机成功地制造出了所需的厘米范围内的测试样件,使用的是纳米分辨率。

法国公司Microlight3D

法国公司Microlight3D在格勒诺布尔 - 阿尔卑斯大学进行的15年双光子聚合研究,已经在3D微打印和应用领域积累了大量的专业知识,自2017年开始销售其高分辨率3D打印机。

△高度仅80微米艺术家自画像

在Artotheque FRAC Limousin New Aquitaine展上,展了出Paysant的纳米级3D打印雕塑,Microlight3D在雕塑表面添加了一层薄薄的金(100nm厚)。

△Microlight3D 微纳米3D打印机

青岛理工

电场驱动喷射沉积微纳3D打印技术

青岛理工大学山东省增材制造工程技术研究中心兰红波教授团队长期致力于微纳尺度3D打印的研究。近年来,提出并建立了一种原创性的微纳增材制造技术—电场驱动喷射沉积微纳3D打印,研制出国内具有完全自主知识产权的微纳3D打印机。

电场驱动喷射沉积微纳3D打印作为一种全新的微纳3D打印技术,在透明电极、血管支架、组织支架、微光学透镜、柔性电子、纸基电子、大面积微模具等诸多领域展现出了巨大的应用前景。

该团队开发了一种使用EFD微尺度3D打印PMMA模具和UV辅助微转移厚膜银膏来生产高性能TGHs的廉价新技术。TGHs 具有卓越的光电性能,T 为 93.9%,H 值小于1%,R 值为 0.21 Ω 平方±1。此外,通过监测温度分布和时间响应,该TGH设计证明具有均匀、稳定的加热性能。它还表现出显著的化学和机械稳定性,90天后在大气环境中的Rs增加微不足道。这包括恶劣的环境,例如 100°C 处的长期超声波振动。此外,银网和玻璃基板之间的附着力足够强,在100次粘附实验后,R几乎保持不变。此外,通过成功的除冰试验,证明了所提议的TGH的实际可行性。

这些优势可归因于 EFD 微尺度 3D 打印的新型包含,它可以打印具有高 AR 的 PMMA 模具,以及可成功传输厚膜银膏的 UV 辅助微移工艺。由此产生的TGH提供了前所未有的性能。因此,本文提出的制造方法为生产低成本、高性能的TGHs提供了一个有前途的策略。

美国加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室Sourabh K. Saha和香港中文大学Shih-Chi Chen

通过超快激光打印亚微米结构技术

美国加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室Sourabh K. Saha和香港中文大学Shih-Chi Chen合作提出一种通过超快激光打印亚微米结构的技术。通过投影2D聚焦平面构筑3D模型。这种方法在不牺牲分辨率的情况下将传统方法的产率提高了三个数量级。能够在8分钟的时间内打印出传统TPL方法几个小时才能完成的结构。

“我们可以同时投影一百万个点,而不是使用单个光点,从而极大地提高了速度,因为我们可以使用整个平面,来代替使用必须扫描的单个点来创建结构的方法。对于投射光, 我们没有聚焦一个点,而是拥有一个可以被图案化为任意结构的整个聚焦平面。”美国加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室Sourabh Saha说道。这个技术,其实在我们熟知的3D打印技术中,就是DLP面曝光3D打印技术。

研究人员多年来一直致力于加速用于生产纳米级3D结构的双光子光刻工艺。他们的成功来自采用一种不同的聚焦光的方法,即利用其时域特性,从而可以生产出具有高分辨率且具有微小特征的超薄光片。飞秒激光的使用能够保持足够的光强度,以触发双光子过程聚合,同时保持较小的点尺寸。在FP-TPL技术中,飞秒脉冲经过光学系统时会被拉伸和压缩,以实现时间聚焦。该过程可以生成比衍射限制的聚焦光斑更小的3D特征,并且需要两个光子同时撞击液体前驱物分子。

FP-TPL的单层容量处理速率超过现有TPL技术至少三个数量级。我们的3D打印速率超过现有最快的TPL技术,其中多孔结构超过90多倍,非孔结构超过450倍。FP-TPL方法能够打印复杂3D亚微米特征结构图案。FP-TPL可实现高轴向分辨率。另一个FP-TPL优于传统技术的是打印曲线的能力(图 2E),在分段线性路径离散近似过程中,无需分段加速和减速。这在很大程度上增加打印效率。还允许打印具90°悬伸的长悬架桥结构(图2G)。FP-TPL的打印量、分辨率和模式灵活性使其成为一项有吸引力的技术,可实现微纳米结构的批量制造,可能使用在机械和光学超材料,微光学、生物支架,电化学接口和柔性电子器件多种领域。是一项具有实用性的革新技术。

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