对于3D打印这种累加材料的制造方式,是不是制造越小的东西越能体现3D打印的优势呢?
如今,3D打印成型技术正在朝着两个极端方向发展,一个方向是成型尺寸越来越大,例如2017年10月14日南极熊报道了苏州西帝摩发布全球最大SLM金属3D打印机,成型尺寸可达750x750x500mm,而正在研发的6激光器设备成型面积甚至达2x2m;而另一个方向是制造尺寸越来越小的模型,这就不得不提一家来自深圳的微纳尺度的3D打印公司——摩方材料。
△摩方材料3D打印的3mm高埃菲尔铁塔,有清晰的细节
据南极熊了解,传统的3D打印技术只能打印大尺寸的模型但精度有限,而可以达到纳米精度的双光3D打印技术成型尺寸却无法超过0.3mm*0.3mm,深圳摩方材料的3D打印技术突破了超高精度&大幅面的世界性技术难题,是国内目前唯一一家可以实现大尺寸微纳尺度3D打印的公司,南极熊在2017年10月20日上海举办的第二届SAMA国际论坛上看到了他们所3D打印的微纳尺度模型。
△如果离得远一些,几乎看不到这个埃菲尔铁塔
而实际上,在如此小的尺寸范围内,仍然保持了埃菲尔铁塔的模型细节,这在摩方材料诞生之前是不可想象的,因为常规的FDM、SLA、DLP、SLS、SLM等技术工艺均无法实现。
△3mm高3D打印埃菲尔铁塔模型细节
2017年8月18日,深圳摩方材料完成6000万元A轮融资,深创投领投。此前,摩方材料已在2016年6月获得来自松禾资本、移盟资本、光之华基金的2700万元天使轮融资。
埃菲尔铁塔只是摩方技术水平的一种体现,而实际上他们已经使用PμLSE(面投影微立体光刻)技术制造了更多不同应用的产品。
△运用到微流控件上的3D打印组织模型
△微小的人体血管模型 △摩方材料3D打印的血管支架,由复杂的网格组成,网格线的粗细在97微米-185微米,如此复杂的3D打印血管支架目前只有美国顶级高校和摩方的设备可以做,该血管支架可以使用摩方推出的精度为10微米、型号为P140的打印设备直接完成。
△这些用光敏树脂打印的复杂立体结构,在保持结构强度的情况下有效减重,可以在设计软件中进行参数化设计,更改桁架结构的连接方式,实现不同的力学性能。
△摩方3D打印精密接插件,在接插件中间有0.3mm外径,壁厚25微米的孔,传统工艺完全无法制造。目前精密接插件在精密电子行业(手机、笔记本、精密仪器等)用途非常广泛,也被称作连接器。
△由于摩方材料所打印的模型均为小尺寸范围内的精细结构,所以使用相机或者手机很难拍摄到其细节,甚至用眼都看不清细节,但是通过SEM(扫描电子显微镜)则可以清晰的看到其内部结构,此时才能更加凸显出摩方材料的技术水准。左下角的标尺为100微米,这是octet truss结构(一个典型的力学模型),模型尺寸为:0.8mm*0.8mm*3mm。 △进一步放大观察倍数,可以更清晰的看到其表面和内部结构 △通过图片上的标注可以看出,在这块0.8mm*0.8mm*3mm的模型表面上,分布着65.2微米*66.9微米的孔,而孔壁厚度仅为10.9微米和10.5微米。目前,在全球所有的3D打印技术中,只有摩方技术及德国双光子技术,打印的样件能用SEM来检测和表征“精度”和“粗糙度或光滑度”
制造出这些令人惊艳的产品的就是摩方材料自主研发的PμSL(面投影微立体光刻)技术3D打印机 nanoArchTM-P110(2微米,单材料系统)、nanoArchTM-P120(500纳米,多材料系统)、nanoArchTM-P140(10微米精度)。
摩方材料首席科学家、美国麻省理工(MIT)教授方绚莱在本次大会上做了题为:见微知著:多功能复合材料的先进制造(To See A World In A Grain of Sand, Advanced Manufacturing of Architectured Metamaterials)的报告。介绍了其团队在微纳尺度3D打印领域所作出的技术突破及应用情况,这些成果发表了2篇Nature、3篇Science以及很多高端的学术论文,并且已经开始在产业化服务前沿制造。
△摩方材料首席科学家方绚莱教授
△方绚莱团队在微纳尺度3D打印系统方面的工作进程
随着这项3D打印技术在中国落地,必将为国内的精密加工、复杂光学镜片、微流控制件、高温陶瓷、4D打印、人造生物组织工程、航空航天等领域带来新的全新的解决方案。举一个具体一点的例子:未来某一天当你需要佩戴一副272度的眼镜时,你不再需要纠结选择250度还是300度的镜片,因为摩方材料可以为你3D打印定制272度的镜片。
如果你对摩方材料的微纳3D打印技术感兴趣,或者想找摩方材料合作,请联系南极熊微信:xiong3dp
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