寧波科研微納3D打印工藝

來源: 發(fā)布時間:2024-09-07

多年來,Nanoscribe在微觀和納米領域一直非常出色,并且參與了很多3D打印的項目,包括等離子體技術、微光學等工業(yè)微加工相關項目。如今,Nanoscribe正在與美因茲大學和帕德博恩大學在內的其他行業(yè)帶領機構一起開發(fā)頻率和功率穩(wěn)定的小型二極管激光器。該團隊的項目為期三年,名為Miliquant,由德國聯(lián)邦教育和研究部(簡稱BMBF)提供資助。他們的研發(fā)成果——3D打印光源組件,將用于量子技術創(chuàng)新,并可以應用在醫(yī)療診斷、自動駕駛和細胞紅外顯微鏡成像之中。研發(fā)團隊將開展多項實驗,開發(fā)工業(yè)傳感器和成像系統(tǒng),這就需要復雜的研發(fā)工作,還需要開發(fā)可靠的組件,以及組裝和制造的新方法。 在科研領域,Nanoscribe 的系列3D打印設備幫助推動著微納光學,微機電系統(tǒng)等等領域的研究和發(fā)展。寧波科研微納3D打印工藝

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事實上,雙光子聚合加工是在2001年開始真正應用在微納制造領域的,其先驅者是東京大阪大學的Kawata教授以及孫洪波教授。當時這個實驗室在nature上發(fā)表的一篇工作,也就是傳說中的納米牛引起了極大的轟動:《Finerfeaturesforfunctionalmicrodevices:Micromachinescanbecreatedwithhigherresolutionusingtwo-photonabsorption.》但是,這篇文獻中還進行了另外一個更厲害的工作,這兩位教授做出了當時世界上特別小的彈簧振子,其加工分辨率達到了120nm,超越了衍射極限,同時還沒有使用諸如近場加工之類的不太通用的解決方案,而是單純的利用了材料的性質。  寧波科研微納3D打印工藝微納3D打印實際是對傳統(tǒng)制造的補充。

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    微納3D打印技術具有多方面的明顯優(yōu)勢,使其在多個領域得到應用。以下是一些主要的優(yōu)勢:高精度和復雜性:微納3D打印系統(tǒng)可以在微米和納米尺度上實現高精度的打印,從而制造出具有復雜幾何形狀和微觀結構的零件。這使得它在生物醫(yī)學、電子、光學和航空航天等領域具有很廣的應用前景。定制化設計:該技術可以根據用戶的需求進行定制設計,從而實現個性化和定制化生產。這為設計師提供了更大的設計自由度,使得他們可以更容易地實現創(chuàng)新設計。材料利用率高:與傳統(tǒng)的加工方法相比,微納3D打印系統(tǒng)的材料利用率更高。因為在打印過程中,只有需要的材料才會被使用,而不需要的材料則會被避免浪費。這有助于降低生產成本,提高生產效率??捎貌牧戏N類多:微納3D打印可用的材料種類豐富,包括有機聚合物、生物材料、金屬、陶瓷、玻璃、復合材料等,這使得它在不同領域的應用更加靈活。方便快捷、效率高:微納3D打印技術具有方便快捷、效率高的特點,能夠快速制造出所需的產品或部件,滿足快速響應市場需求的要求。綜上所述,微納3D打印技術因其高精度、定制化設計、高材料利用率、多樣的可用材料以及高效快捷的特點,在多個領域具有明顯的優(yōu)勢和廣闊的應用前景。

Nanoscribe的PhotonicProfessional設備可用于將不同折射率的龍勃透鏡和其他自由形狀的光學組件打印于微孔支架材料上(例如孔狀硅材及二氧化硅)。突出特點是不再像常規(guī)的雙光子聚合(2PP)那樣在基體表面進行直寫,而是在孔型支架內。通過調整直寫激光的曝光參數可以改變微孔支架內材料的聚合量,從而影響打印材料的有效折射率。采用全新SCRIBE技術(通過激光束曝光控制的亞表面折射率)可以在保證亞微米級別的空間分辨率同時,對折射率的調節(jié)范圍甚至超過0.3。為了證明SCRIBE新技術的巨大潛力,科研人員打印了眾多令人矚目的光學組件,例如已經提到的龍勃透鏡。此外科研人員還打印了消色差雙合透鏡(如圖示)。通過色散透鏡聚焦的光因波長不同焦點位置也不盡相同。通過組合不同折射率的透鏡可幫助降低透鏡的色差。在給出的例子中,成像中的熒光強度和折射率高度相關,同時將打印的雙透鏡中的每個單獨透鏡可視化。 Nanoscribe于2018年推出了用于微加工和無掩模光刻的Photonic Professional GT2 微納3D打印。

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Nanoscribe的PhotonicProfessionalGT2使用雙光子聚合(2PP)來產生幾乎任何3D形狀:晶格、木堆型結構、自由設計的圖案、順滑的輪廓、銳利的邊緣、表面的和內置倒扣以及橋接結構。PhotonicProfessionalGT2結合了設計的靈活性和操控的簡潔性,以及比較廣的材料-基板選擇。因此,它是一個理想的科學儀器和工業(yè)快速成型設備,適用于多用戶共享平臺和研究實驗室。Nanoscribe的3D無掩模光刻機目前已經分布在30多個國家的前沿研究中,超過1,000個開創(chuàng)性科學研究項目是這項技術強大的設計和制造能力的特別好證明。Nanoscribe公司的PhotonicProfessionalGT2系統(tǒng)把雙光子聚合技術融入強大了3D打印工作流程,實現了各種不同的打印方案。雙光子聚合技術用于3D微納結構的增材制造,可以通過激光直寫而避免使用昂貴的掩模版和復雜的光刻步驟來創(chuàng)建3D和2.5D微結構制作。PhotonicProfessionalGT2系統(tǒng)可以實現精度上限的3D打印,突破了微納米制造的限制。該打印系統(tǒng)的易用性和靈活性的特點配以比較廣的打印材料選擇使其成為理想的實驗研究儀器和多用戶設施。Nanoscribe 的新型微加工微納3D打印為生命科學制造復雜結構。金華芯片上微納3D打印公司

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世界上頭一臺雙光子灰度光刻(2GL®)系統(tǒng)QuantumX實現了2D和2.5D微納結構的增材制造。該無掩模光刻系統(tǒng)將灰度光刻的出色性能與Nanoscribe的雙光子聚合技術的精度和靈活性相結合,從而達到亞微米分辨率并實現對體素大小的超快控制,自動化打印以及特別高的形狀精度和光學質量表面。高精度的增材制造可打印出頂端的折射微納光學元件。得益于Nanoscribe雙光子灰度光刻技術所具有的設計自由度和光學質量的特點,您可以進行幾乎任何形狀,包括球形,非球形或者自由曲面和混合的創(chuàng)新設計。寧波科研微納3D打印工藝