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雙光子聚合微納3D打印工藝

來源: 發布時間:2024-08-08

由Nanoscribe研發的IP系列光刻膠是用于特別高分辨率微納3D打印的標準材料。所打印的亞微米級別分辨率器件具有特別高的形狀精度,屬于目前市場上易于操作的“負膠”。IP樹脂作為高效的打印材料,是Nanoscribe微納加工解決方案的基本組成部分之一。我們提供針對優化不同光刻膠和應用領域的高級配套軟件,從而簡化3D打印工作流程并加快科研和工業領域的設計迭代周期,包括仿生表面,微光學元件,機械超材料和3D細胞支架等。世界上頭一臺雙光子灰度光刻(2GL®)系統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。



納糯三維科技(上海)有限公司Nanoscribe供應高精度微納3D打印系統系列產品。雙光子聚合微納3D打印工藝

雙光子聚合微納3D打印工藝,微納3D打印

    高精度和復雜性:微納3D打印系統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。這使得它在生物醫學、電子、光學和航空航天等領域具有廣泛的應用前景。例如,在生物醫學領域,微納3D打印技術可以用于制造生物材料、醫療器械、藥物載體、細胞和組織培養等,有助于提高醫療診斷水平。定制化設計:微納3D打印系統可以根據用戶的需求定制設計,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新設計。材料利用率高:與傳統的加工方法相比,微納3D打印系統的材料利用率更高。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使用,這有助于降低生產成本,提高生產效率。技術多樣性和靈活性:微納3D打印技術具有結構簡單、可用材料種類多、無需激光、無需真空、無需液態試劑等優點,能制造高精度復雜三維結構、節省材料。此外,它在復雜3D微納結構、高深寬比微納結構、多材料和多尺度的微納結構、平行模式打印多個微納結構以及嵌入異質結構制造方面具有突出的潛力和優勢。 靜安區雙光子聚合微納3D打印服務商雙光子零件可以3D打印出小于100nm分辨率物體。

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QuantumXshape在3D微納加工領域非常出色的精度,比肩于Nanoscribe公司在表面結構應用上突破性的雙光子灰度光刻(2GL®)。全新的QuantumXshape的高精度有賴于其高能力的體素調制比和超精細處理網格,從而實現亞體素的尺寸控制。此外,受益于雙光子灰度光刻對體素的微調,該系統在表面微結構的制作上可達到超光滑,同時保持高精度的形狀控制。QuantumXshape不只是應用于生物醫學、微光學、MEMS、微流道、表面工程學及其他很多領域中器件的快速原型制作的理想工具,同時也成為基于晶圓的小結構單元的批量生產的簡易工具。通過系統集成觸控屏控制打印文件來很大程度提高實用性。通過系統自帶的nanoConnectX軟件來進行打印文件的遠程監控及多用戶的使用配置,實現推動工業標準化及基于晶圓批量效率生產。 

為了探索待測物微納米表面形貌,探針掃描成像技術一直是理論研究和實驗項目。然而,由于掃描探針受限于傳統加工工藝,在組成材料和幾何構造等方面在過去幾十年中沒有明顯的研究進展,這也限制了基于力傳感反饋的測量性能。如何減少甚至避免因此帶來的柔軟樣品表面的形變,以實現對原始表面的精確成像一直是一個重要議題。Nanoscribe公司的系列產品是基于雙光子聚合原理的高精度微納3D打印系統,雙光子聚合技術是實現微納尺度3D打印有效的技術,其打印物體的特別小特征尺寸可達亞微米級,并可達到光學質量表面的要求。NanoscribePhotonicProfessionalGT2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,以及普遍的材料-基板選擇。因此,它是一個理想的科學儀器和工業快速成型設備,適用于多用戶共享平臺和研究實驗室。 Nanoscribe在中國的子公司納糯三維科技(上海)有限公司邀你一起探討3D打印的技術和應用。

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Nanoscribe稱,QuantumX是世界上基于雙光子灰度光刻技術(two-photongrayscalelithography,2GL)的工業系統,目前該技術正在申請專利。2GL將灰度光刻技術與Nanoscribe的雙光子聚合技術相結合,可生產折射和衍射微光學以及聚合物母版的原型。QuantumX的軟件能實時控制和監控打印作業,并通過交互式觸摸屏控制面板進行操作。為了更好地管理和安排用戶的項目,打印隊列支持連續執行一系列打印作業。該軟件有程序向導,可在一開始就指導設計師和工程師完成打印作業,并能夠接受任意光學設計的灰度圖像。例如,可接受高達32位分辨率的BMP、PNG或TIFF文件,以便使用Nanoscribe的QuantumX進行直接制造。在雙光子灰度光刻工藝中,激光功率調制和動態聚焦定位在高掃描速度下可實現同步進行,以便對每個掃描平面進行全體素大小控制。Nanoscribe稱,QuantumX在每個掃描區域內可產生簡單和復雜的光學形狀,具有可變的特征高度。離散和精確的步驟,以及本質上為準連續的形貌,可以在一個步驟中完成打印,而不需要多步光刻或多塊掩模制造。


從納米結構到高精度的毫米級的物體打印展示出了微納3D打印的出色功能。江蘇科研微納3D打印

短期看,3D打印是傳統制造的補充,而不是替代。雙光子聚合微納3D打印工藝

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。  雙光子聚合微納3D打印工藝

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