科研领域
在选购科研设备时,首先需要考虑设备是否具有微加工的能力。其次,许多高等院校都希望可以使用到先进的设备,而且这些设备无需严苛的超净间、无需接触到危险或者昂贵的化学试剂,并且可以实现简便、快速的操作。因此,在配置3D打印机时,需要综合考虑各方面的因素。
微点阵
应用领域: 力学超材料
特 点:
·整体尺寸: 1.2 × 0.8 × 0.6 mm³
·杆径:8 μm
·悬空结构无支撑打印

为什么不是当前的方法?成本 + 时间 + 危险

传统的微加工方式有:微注塑、微尺度机加工、光刻、干法刻蚀、湿法刻蚀、薄膜沉积等。
当前制造方法的问题包括:
· 微注塑和微尺度机加工需要的工具对于研究或教育项目来说不具有成本效益
· 光刻是一个耗时的工艺,需要许多复杂的步骤
· 湿法刻蚀需要大量处理和更换刻蚀剂等诸多化学试剂
· 干法刻蚀成本相对较低,但所制备的微结构件会出现各向异性的情况,限制其广泛应用。
薄膜沉积主要有两种工艺:物理气相沉积 (PVD)和化学气相沉积 (CVD)。PVD 通常需要熟练的操作员,这对大部分本科生来讲,非常有挑战性。此外,PVD的设备投入成本也很高。CVD 则需要使用部分有害或有毒的化学前驱体。为了获得不同品质的薄膜,使用者必须具有极高的操作水平、可胜任复杂的工艺操作。总的来说,在选择用于科研的 3D 打印机类型时,速度、精度和安全性是优先要考虑的因素。
为什么是微尺度3D 打印?速度 + 精度度
3D 打印可以快速、高效地生产零件且无需模具,但并非所有 3D 打印技术都能实现微制造所需的小尺寸和精细特征。例如,传统的立体光刻 (SLA) 生产的部件以毫米为单位,分辨率约为 50 μm。基于双光子聚合的激光直写技术 (TPP-DLW) 可实现纳米级精度,但对于需要3D打印设备的实验室来讲,其打印速度慢、效率低且设备成本十分高昂。
值得注意的是,BMF 的面投影微立体光刻 (PμSL) 技术:
· 能够以更快的速度生产具有高精度、高分辨率和高精准度的微米级零件
· 学生可通过学习,制造出几年前不切实际或不可能生产的零件
· 为研究人员节省项目成本,搭配使用2μm分辨率的设备实现小细节, 10 μm 的分辨率设备实现大尺寸的零件
· 为高校、研究机构、创客空间提供高效的操作平台
另外,BMF的3D打印机可安装在桌面上,其灵活可视的、便于开合的外罩可有效防止紫外线辐射和泄漏。在使用过程中,需佩戴上丁腈手套避免树脂的直接接触,清洁则用普通溶剂(如异丙醇)即可完成。集成软件可从操作工控机的电脑中调用,并提供各种打印所需的功能。诺丁汉大学去年年底购买了一台 BMF 3D 打印机,其增材制造中心也是世界上最大、最先进的增材制造中心之一。
更多案例
类巴基球结构

应用领域: 生物医药

特 点: ·整体尺寸: 0.2 × 0.2 × 0.2 mm³ ·杆径:10 μm ·中空多孔结构

微型弹簧阵列

应用领域: 太赫兹器件、压力传感器

特 点:·整体尺寸: 1.2 × 0.8 × 1 mm³ ·弹簧线径:20 μm ·三维复杂样件加工

毛细管网状结构

应用领域: 组织工程、热交换

特 点: ·整体尺寸:0.6 × 0.6 × 1.2 mm³ ·管道内径: 10-30 μm ·复杂树枝状结构

仿松针结构

应用领域:液滴定向输运

特 点:·尖锥角度β70°,高度梯度α20° ·锥底直径150-285μm,尖锥顶端大小10-20μm ·可调控不同间距、不同角度、不同尺寸

科研应用
PµSL 技术可高效助力于高等教育和研究项目的开展。其在交叉学科的用途广泛,例如传感器单元、精细结构、药物传递、新能源电池等。想探索更多可能性吗?欢迎了解我们3D微纳加工解决方案的不同应用案例,以及相关领域的最新科研文章。