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微纳光刻增材制造3D微纳加工

来源: 发布时间:2024年12月14日

激光增材制造(LAM)属于以激光为能量源的增材制造技术,能够彻底改变传统金属零件的加工模式,主要分为以粉床铺粉为技术特征的激光选区熔化(SLM)、以同步送粉为技术特征的激光直接沉积(LDMD)。目前LAM技术在航空、航天和医疗领域的应用发展特别迅速。鉴于相关领域主要涉及金属结构制造,我们重点开展金属LAM技术的发展研究。随着金属零件使用性能和结构复杂程度的提高,采用铸造、锻造等传统工艺实施制造的难度、成本和周期迅速增加,而兼具技术先进性和资源经济性的LAM技术为高性能、复杂结构制造提供了新型解决方案:实现拓扑优化结构、点阵结构、梯度材料结构、复杂内部流道结构等不再困难,结构功能一体化、轻量化、韧性非常强、耐极端载荷、强散热等新型结构得以应用,相应结构效能大幅提高。例如,美国通用电气公司(GE)SLM航空发动机燃油喷嘴、北京航空航天大学LDMD飞机钛合金框是典型应用案例。增材制造技术已经应用于多个领域,譬如航天、新材料、先进制造。微纳光刻增材制造3D微纳加工

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虽然半导体行业一直在使用3D打印技术,我们可能会有一个疑问,为什么我们没有听说,一个因素是竞争。如果全球只有四个庞大的大型公司,它们构成了光刻或制造机器的主要部分,那么这些公司并没有告诉外界关于他们应用3D打印技术的内幕,因为他们想确保的竞争优势。至少,对外界揭示其优化设备性能的技术,这种主观动机并不强。增材制造改善半导体工艺是多方面的,从轻量化,到随形冷却,再到结构一体化实现,根据3D科学谷的市场观察,增材制造使得半导体设备中的零件性能迈向了一个新的进化时代!在许多情况下,3D打印-增材制造可能使这些系统能够更接近理论上预期的工作环境,而不是在机器操作上做出妥协。3D打印带来的直接好处包括更高的精度、更高的生产能力、更快的周期时间,甚至使得每台机器每周生产更多的晶圆。某些情况下,还将看到整个晶片的成像质量更高。这将意味着更少的浪费和更高质量的产品。微纳光刻增材制造3D微纳加工增材制造技术可以提供定制化的产品设计。

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Nanoscribe带领全球高精度微纳米3D打印。Nanoscribe是德国高精度双光子微纳加工系统生产商,拥有多项**技术,为全球客户提供整套硬件,软件,打印材料和解决方案一站式服务。Nanoscribe是德国高精度双光子微纳加工系统生产商,拥有多项专项技术,为全球客户提供整套硬件,软件,打印材料和解决方案一站式服务。它的双光子聚合技术具有极高设计自由度和超高精度的特点,结合具备生物兼容特点的光敏树脂和生物材料,开发并制作真正意义上的高精度3D微纳结构,适用于生命科学领域的应用,如设计和定制微型生物医学设备的原型制作。

3D打印(3DPrinting),又称作AdditiveManufacturing(增材制造),是一种用digitalfile(数字文件)生成一个三维物体的过程。在3D打印的过程中,一层层的材料被逐次叠加起来,直到形成后期的物体形态。每一层可以看作这个物体的一个很薄的横截面,而每层的厚度则决定了打印的精度,层的厚度越小,打印的精度越高,打印出来的实体与digitalmodel(数字模型)本身越接近。3D打印在创建物体形态上有极大的自由度,几乎不受形态复杂度限制,这也是3D打印相比于传统制造方法(主要是SubtractiveManufacturing即减材制造)的一个重要优势。使用传统减材制造方法时,部件的复杂度直接影响流程的复杂度,复杂的形态会使开模难度加大、使用工具更加复杂、成本大幅上涨。然而对于3D打印技术来说,由于其独特的分层成形原理,简单的形态和复杂的形态几乎可以一视同仁。譬如,外表闭合一体而内部镂空的形态,或者无接缝的链接结构(interlockingstructures),无法通过传统制造工艺获得,只能通过AdditiveManufacturing建造。增材制造可实现复杂结构的快速制造。

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相较于传统生产方式,增材制造能有效降低生产成本与进入门槛。举例来说,制造业应用广的CNC数控机床加工在全球范围内存在人才短缺问题,且其必备的专业操作人员是沉重的人力成本来源,这也是中小型生产厂家难以与规模较大的竞争对手匹敌的重要原因。与之形成对比的增材制造技术,对于专业操作人员的要求则不那么高,因为增材设备更加简单、编程相对容易,也因此长期来说操作成本更低。此外,增材制造突破生产的地域限制,您可以在瑞士进行编程设计后,发到国内或其他地区生产,而这在需要诸多工装夹具的传统制造领域是难以实现的。传统制造中更换加工零件既耗时又费力。举例而言,CNC数控机床经常需要花费数十分钟到几个小时才能完成零件的替换。而增材制造可以一次成型多个产品,不同制造作业间可真正达到无缝替换,而每次替换的时间至多可缩短到几分钟内。金属3D打印技术具有广阔的应用前景。微纳光刻增材制造3D微纳加工

增材制造轮能够针对不同的应用场景进行优化设计。微纳光刻增材制造3D微纳加工

增材制造技术能够简化光学器件的制造流程,缩短交货期并降低材料消耗。更重要的是,增材制造技术能够实现功能集成的优化设计方案,尤其在卫星光学系统制造领域,增材制造技术能够满足用户对轻型光学系统不断增长的需求,并实现下一代高附加值光学器件的制造。通过增材制造技术开发的下一代光学仪器中,将越来越多采用紧凑的功能集成设计,如集成隔热,冷却通道,局限的机械和热接口,以及将光学功能作为设备自身结构的一部分。紧凑集成化设计减少了组件装配过程中出现问题的风险,同时开辟了制造冷却光学系统,有源光学系统或自由曲面的新方式。陶瓷增材制造技术的净成形能力,还能够提高准确性,改善集成/结合过程的质量。在成就高附加值零件方面,3D打印的应用还包括很多,除了打印极度复杂的结构、打印混合材料,3D打印因为技术种类繁多也带来了高附加值零件的创新空间,例如3D打印感应器、3D打印多层电路、3D打印电池等等微纳光刻增材制造3D微纳加工