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蘇大維格高精度微納3D打印技術(shù)

2018/11/18 12:41:52

在IC芯片、生物芯片工程、微納功能材料的研究和應(yīng)用中，光刻技術(shù)扮演了不可或缺的角色。利用微納光刻技術(shù)與增材制造的原理，開發(fā)的微結(jié)構(gòu)3D打印技術(shù)是一項(xiàng)前瞻性、戰(zhàn)略性技術(shù)。由于其工程應(yīng)用性強(qiáng)，領(lǐng)域跨度大，對未來先進(jìn)制造業(yè)，尤其是高端制造、功能器件的發(fā)展十分重要。然而，已有的3D打印技術(shù)在打印精度、幅面上仍難以滿足高精度器件的研究與應(yīng)用需求。例如，針對生物應(yīng)用領(lǐng)域，3D打印技術(shù)仍未有效解決打印尺寸與打印精度不能兼顧的難題。

一方面，基于超快激光的雙光子效應(yīng)的立體造型技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)小到0.1μm的3D結(jié)構(gòu)打印，然而，由于其單束串行打印模式，工作效率極低，幅面�。〝�(shù)百微米），達(dá)不到高精度生物芯片的研制的要求。另一方面，基于紫光投影的光固化立體造型技術(shù)，受限于現(xiàn)有浸沒型打印模式、光學(xué)投影系統(tǒng)分辨率與數(shù)據(jù)處理的影響，打印的橫向精度（特征尺寸）大于60微米的結(jié)構(gòu)，難以滿足生物芯對微小結(jié)構(gòu)、較大面積的制作要求。因此，高精度微納3D打印系統(tǒng)雖有很大市場需求，卻一直是未能攻克的難題。

蘇大維格研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用在大面積微納直寫裝備、大數(shù)據(jù)圖形設(shè)計(jì)與處理、R2R納米壓印技術(shù)的研制與應(yīng)用方面的長期技術(shù)積累，將微納光刻光路系統(tǒng)應(yīng)用于3D打印的光學(xué)結(jié)構(gòu)中，將3D打印系統(tǒng)的橫向打印精度提高了一個(gè)數(shù)量級。不同于以往立體光固化（SLA）3D打印機(jī)，被打印物體均是浸沒在膠槽中，縱向打印精度由光斑聚焦深度決定的方法，橫向與縱向打印分辨率都低。

新的“涂層-曝光-分離”打印模式，獲得了更高的縱向（分層）打印精度。團(tuán)隊(duì)開發(fā)的逐層涂布，逐層打印微結(jié)構(gòu)的光固化分離的新型SLA 3D打印技術(shù)，使3D物體縱向打印精度顯著提高。攻克了以往SLA 3D打印機(jī)，后繼打印層過程對已打印層有較大影響的共性難題。研制的“微納3D打印系統(tǒng)Multi-μ 3D Printer”，可打印極高精度的微3D結(jié)構(gòu)。橫向精度（特征結(jié)構(gòu)）5μm-25μm（投影分辨率1微米），縱向精度（層厚）2μm-20μm。

上述高精度3D打印機(jī)將是微納3D打印系統(tǒng)之一。結(jié)合微納壓印/轉(zhuǎn)印技術(shù)，微納3D打印系統(tǒng)Multi-μ 3D Printer，有望在生物芯片、傳感器、MEMS器件制備等方面發(fā)揮重要作用。

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