Sistema de Impresión 3D micro - NanoEs un equipo avanzado de fabricación aditiva que puede lograr la fabricación de estructuras tridimensionales de alta precisión a escala Micro e incluso nanométrica, y es ampliamente utilizado en la investigación científica de vanguardia y la fabricación de alta d, como microelectrónica, fotónica, biomedicina, Sistemas microelectromecánicos (microelectromecánicos), metamateriales y nanodispositivos. El sistema rompe las limitaciones de la tecnología de procesamiento tradicional en estructuras complejas, tamaños pequeños y diversidad de materiales, y logra una fabricación de precisión "ascendente".

Por lo general, se compone de una plataforma óptica de alta estabilidad, un sistema de control de movimiento de precisión (como una plataforma de desplazamiento de cerámica piezoeléctrica), una fuente de luz láser, un módulo de monitoreo de imágenes en tiempo real y un software de control especial. Los usuarios pueden importar a través de modelos CAD y conducir el sistema punto a punto o capa por capa después del procesamiento de Corte para construir microestructuras tridimensionales complejas, como conjuntos de microlentes, soportes biónicos, chips microfluídicos, cristales fotónicos y microrobots.

　　Sistema de Impresión 3D micro - NanoComponentes:

I. sistemas ópticos: "cuchillos de grabado" para reacciones de fotopolimerización

El sistema óptico es el núcleo de la impresión 3D micro - nano, que logra la solidificación o depósito de materiales a través del control de haz de alta precisión:

Tipo de fuente de luz:

Fuente de luz láser: como el láser de segundos voladores (para la tecnología de polimerización de dos fotones), la absorción de dos fotones del material estimulado por pulsos ultracortos logra una precisión nanométrica (como el sistema nanoscribe puede imprimir un tamaño característico de 200 nm).

Fuente de luz led: por ejemplo, UV - led de precisión Mo Fang (405 nm), con tecnología de litografía micro - estereoscópica de proyección facial (p μsl), resina curada por exposición única a través de máscaras dinámicas, teniendo en cuenta la precisión (10 μm) y la eficiencia (como nanoarco) ® El s140 admite un tamaño máximo de moldeo de 94 mm x 52 mm x 45 mm).

Diseño de la carretera de luz:

Tipo de escritura directa láser: controlar la ruta de escaneo del haz láser a través de un espejo vibrante o una mesa de desplazamiento para lograr la solidificación punto a punto (como la tecnología de polimerización de dos fotones).

Tipo de exposición de proyección facial: utilizando un sistema de generación de máscaras digitales (como un chip dmd), el modelo tridimensional se descompone en rebanadas bidimensionales y toda la capa de material se solidifica de una sola vez a través del haz de proyección (como la tecnología P μsl de precisión mofang).

Enfoque y contracción de haces:

En combinación con sistemas ópticos de imágenes microscópicas (como lentes y conjuntos de lentes), el haz de luz se centra en la escala micro - nanométrica y se controla el área de reacción de polimerización óptica (como en la tecnología de polimerización de dos fotones, el diámetro del foco puede reducirse por debajo de 100 nm).

II. sistema de control de movimiento: "navegante" en el espacio tridimensional

El sistema de control de movimiento realiza el movimiento tridimensional de la cabeza o plataforma de impresión a través de guías y motores de alta precisión:

Tipo de guía:

Guía lineal: proporciona movimiento lineal de tres ejes x, y Y Z para garantizar que la cabeza o plataforma de impresión se mueva con una precisión de micras (como nanoarco de precisión de mo fang) ® La precisión de posicionamiento del s130 alcanza 1 μm).

Accionamiento de cerámica piezoeléctrica: para el control de desplazamiento a nivel nanométrico (por ejemplo, el sistema de Impresión 3D de metal micro y Nano CERES impulsa la sonda AFM a través de cerámica piezoeléctrica para lograr la impresión de estructura metálica a nivel submicron).

Control del motor:

Se utiliza un servomotor de circuito cerrado o un motor de paso, combinado con la retroalimentación del codificador, para lograr un control de posición de alta precisión (por ejemplo, el espesor de la capa de impresión puede ser tan bajo como 5 micras).

Coordinación simultánea:

El sistema óptico funciona simultáneamente con el sistema de movimiento para garantizar que la ruta de escaneo del haz coincida con precisión con la posición de solidificación del material (por ejemplo, en la tecnología de polimerización de dos fotones, el foco láser debe estar estrictamente sincronizado con la ruta de movimiento de la cabeza de impresión).

III. sistema de suministro de materiales: el "constructor" de la microestructura

El sistema de suministro de materiales proporciona resina fotosensible, metal, cerámica y otros materiales de acuerdo con las necesidades de la tecnología de impresión, y controla su flujo y solidificación:

Tipo de material:

Resina fotosensible: para técnicas de fotocurado (como P μsl, polimerización de dos fotones), es necesario tener alta transparencia y baja tasa de contracción (como resina biocompatible de precisión mofang).

Materiales metálicos: para depósito electroquímico o sinterización láser (por ejemplo, el sistema CERES admite más de 30 materiales metálicos como cobre, AG y pt).

Materiales cerámicos: estructura de alta resistencia a través de la sinterización a alta temperatura (por ejemplo, piezas cerámicas impresas en micro Nano 3D con tecnología tridimensional de pulison, que se utilizan en dispositivos médicos después de la sinterización a 1700 ° c).

Modo de suministro:

Suministro líquido: transporte de resina fotosensible o solución de sal metálica a través de una bomba o un sistema de control de presión (por ejemplo, el sistema CERES distribuye solución de iones metálicos a través de la tecnología de microfluídico).

Suministro de polvo: para sinterización láser selectiva (sls) o impresión por pulverización 3D (3dp), es necesario cooperar con adhesivos o fusión láser (por ejemplo, la tecnología SLS utiliza polvo de nylon).

Control de solidificación:

Fotocurado: polimerización iniciada por luz ultravioleta o láser (por ejemplo, en la tecnología P μsl, la resina de irradiación ultravioleta - led la cura).

Curado térmico: curado de materiales a través de una plataforma de calentamiento o luz infrarroja (por ejemplo, algunas tecnologías FDM utilizan materiales poliméricos termoplásticos).

Deposición electroquímica: reducción de iones metálicos a metales a través de reacciones electroliticas (por ejemplo, el sistema CERES utiliza métodos electroquímicos para imprimir estructuras metálicas de grado submicron).

IV. sistemas de control ambiental: "estabilizadores" para la fabricación de micro y Nano

El sistema de control ambiental garantiza la estabilidad del proceso de impresión a través del control de parámetros como temperatura, humedad y vibración:

Control de temperatura:

Cavidad termostática: mantener la temperatura ambiente de impresión estable (por ejemplo, la impresión de resina fotosensible debe evitar cambios en la tasa de contracción causados es es por fluctuaciones de temperatura).

Calentamiento local: calentamiento de áreas específicas para facilitar el curado o fusión de materiales (por ejemplo, en la tecnología fdm, la boquilla calienta los materiales termoplásticos fundidos).

Control de humedad:

Evitar cambios en las propiedades debido a la absorción de humedad del material (por ejemplo, el material cerámico debe imprimirse en un ambiente seco para evitar grietas).

Aislamiento por vibración:

El uso de una plataforma de aislamiento de vibración flotante de aire o un sistema de amortiguación activa reduce el impacto de la vibración externa en la precisión de impresión (por ejemplo, la tecnología de polimerización de dos fotones requiere aislamiento de vibración de nivel submicron).

Control de limpieza:

Operar en un ambiente ultralimpio para evitar la contaminación por polvo de las microestructuras (por ejemplo, la fabricación de dispositivos semiconductores requiere una limpieza de clase 100).

V. sistemas de software: "cerebro inteligente" diseñado por micro y Nano

El sistema de software realiza el procesamiento de modelos tridimensionales, la planificación de rutas de impresión y el monitoreo de procesos:

Software de modelado:

Admite la importación de formatos como CAD y stl, y el procesamiento de rebanadas (como descomponer el modelo tridimensional en rebanadas bidimensionales, el espesor de cada capa puede ser tan bajo como 5 micras).

Algoritmos de planificación de rutas:

Optimizar la ruta de impresión para reducir la estructura de soporte y mejorar la eficiencia (por ejemplo, el algoritmo de corte inteligente de precisión mofang puede generar automáticamente parámetros de impresión excelentes).

Monitoreo y retroalimentación del proceso:

Monitorear el Estado de impresión en tiempo real (como el progreso de la fotosolidificación, el suministro de materiales) y ajustar los parámetros a través de la retroalimentación del sensor (como el sistema CERES que controla la precisión estructural 3D a través de la Mesa de desplazamiento y el Movimiento de la punta de la aguja).

Soporte de reprocesamiento:

Proporciona orientación sobre el proceso de reprocesamiento, como la eliminación de la estructura de soporte y el pulido de la superficie (por ejemplo, después de imprimir el chip microfluídico, se debe formar una superficie hidrofílica a través del tratamiento de recubrimiento).