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3d打印技術高速納米3D打印技術,速度快了1000倍?

3d打印技術高速納米3D打印技術,速度快了1000倍?

作者:
來源:
中國3D打印網
發布時間:
2019/10/17
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【摘要】:
香港中文大學和美國勞倫斯·利弗莫爾國家級實驗室(LLNL)等科研院所的科學研究工作人員開發設計了這種新的氧化硅3D打印技術性-飛秒投射雙光子美容光刻(FP-TPL)
香港中文大學和美國勞倫斯·利弗莫爾國家級實驗室(LLNL)等科研院所的科學研究工作人員開發設計了這種新的氧化硅3D打印技術性-飛秒投射雙光子美容光刻(FP-TPL),該技術性可以不在犧性像素的狀況下保持細微構造的髙速生產制造,與現有的雙光子美容光刻(TPL)技術性對比,新技術應用的打印更快一千倍。
2019年10月4日的Science 雜志期刊,發表了科學研究精英團隊的畢業論文"Scalable submicrometer additive manufacturing”。
FP-TPL 技術性3D打印的微柱構造 來源于:Georgia Institute of Technology.
小型零配件產業化生產制造
科學研究精英團隊很多年來始終著眼于提高雙光子美容光刻氧化硅3D打印技術性的打印速率,髙速3D打印技術性FP-TPL的取得成功開發設計,來源于于這種不一樣的聚焦點光的方式,即運用時域特點生產制造出具備高像素且具備細微特點的纖薄光片。
飛秒激光的應用使科學研究工作組可以確保充沛的光抗壓強度,以開啟雙光子美容全過程聚合物,另外維持較小的點規格。在FP-TPL技術性中,飛秒單脈沖歷經光學系統時候被拉申和縮小,以保持時間聚焦點。該全過程能夠轉化成比透射限定的聚焦點光點更小的3D特點。
FP-TPL 技術性3D打印的環形構造 來源于:Georgia Institute of Technology.
目前的氧化硅3D打印技術性應用直徑一般 在700到800納米技術上下的單點高韌性光,將感光高聚物原材料從液體變換為固態,在這里一技術性中,光斑必須掃描儀全部要生產制造的構造,因而打印速率遭受了限定,也限定了這種技術性在規模性生產制造中的運用。在新納米技術3D打印技術性FP-TPL 的科學研究中,科學研究工作人員沒有另外應用好幾個單光斑,只是投射了100萬個點,3D搭建全過程是根據全部投射光平面圖保持的,而并不是根據掃描儀的單獨點來建立的。換句話說,在打印全過程中FP-TPL 技術性并不是根據聚焦點一個開展打印另一半搭建的,只是有著1個能夠被圖案化為隨意構造的全部聚焦點平面圖來保持的。
科學研究工作人員應用類似投影機中應用的大數字掩模來建立圖象,進而投射出100萬個點。每1個打印層全是由35飛秒的強光線產生的,在投影機和掩模操縱下自上而下開展打印。在這種情況下,大數字掩模操縱飛秒激光在前輪驅動體液體高聚物原材料中造成需要的光圖樣,高韌性光會造成原材料的聚合反應,將液體變為固態進而產生3D構造。
FP-TPL技術性可以在8分鐘內打印出以往必須花銷數鐘頭才可以進行打印的構造。雖然速率獲得了明顯提高,但FP-TPL 技術性在保持髙速3D打印與確保像素中間干了更強的均衡。過去的3D打印技術性在打印速率高的狀況下,像素會遭受危害,FP-TPL 3D打印技術性的特性是,打印速率獲得了明顯提高,另外可以保持的深層像素達175納米技術,好于目前技術性,而且可以保持目前技術性難以達到的90度垂懸的構造。
FP-TPL 技術性3D打印的垂懸構造 來源于:Georgia Institute of Technology.
這一技術性與消費級3D打印技術性不一樣的是,FP-TPL技術性深層次來到液體前輪驅動體原材料中,能夠生產制造出只靠表層生產加工沒法生產制造的構造,比如具備90度的垂懸構造,該構造寬高比與特點規格的寬高比超出1,000:1。在FP-TPL 3D打印全過程中,光能夠被投影到原材料中需要的一切深層。
在試驗全過程中,科學研究工作人員在低于100μm*100μm的肌底中打印了1mm長的垂懸構造,因為液體和固態的相對密度大概同樣,打印更快,垂懸構造在生產制造時沒有坍塌。除開垂懸構造,科學研究工作人員還打印了微柱、長方形、線和螺旋式等構造對FP-TPL技術性開展認證。打印原材料為基本的高聚物前輪驅動體,但科學研究工作人員覺得該技術性也適用生產制造前輪驅動體高聚物轉化成的金屬材料和瓷器。
科學研究工作人員表達,FP-TPL技術性的潛在性運用是,開展細微零配件的產業化生產制造,比如生產制造智能機中的部件,及其微生物支撐架、軟性電子元器件、光電催化頁面、微光電器件、機械設備和電子光學超材料及其別的多功能性微結構和納米技術構造的構件。
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