青岛五维智造 积微纳3D打印

青岛五维智造科技有限公司是一家技术领先的微纳结构增材制造和多材料3D打印整体解决方案提供商，以山东省增材制造工程技术研究中心和青岛市3D打印工程研究中心团队为技术依托，专注于微纳3D打印、多材料3D打印、结构电子3D打印等高性能增材制造装备和材料的研发以及工业化应用，为用户提供定制化的整体解决方案。公司拥有电场驱动喷射沉积微纳3D打印和多材料主动混合3D打印两项原创性的关键核心技术，提供微纳3D打印机、复合材料3D打印机、结构电子3D打印机三大系列产品和服务。团队核心成员拥有超过二十年的科研及工程实践经验。公司始终坚持以客户为中心，以“创新、诚信、专注、共赢、服务”为发展宗旨，竭诚为所有客户提供优良的增材制造装备和高品质的服务。五维智造致力于成为微纳尺度3D打印和功能梯度材料3D打印的先行者和领导者。

电场驱动喷射沉积微纳3D打印技术
    微纳增材制造（微纳尺度3D打印）属增材制造和微纳制造的前沿方向，微纳尺度3D打印被美国麻省理工学院《技术评论》列为2014年十大具有颠覆性的新兴技术。当前微纳3D打印基本上被德国、美国等少数国家所垄断。本中心提出并建立一种原创性的微纳增材制造新技术—电场驱动喷射沉积微纳3D打印。它利用自激发静电场以及电流体动力学缩颈效应实现锥射流微喷射成形1D（微液滴或者微熔滴）和2D（微细线或者纳米纤维）微纳结构，并结合电荷诱导自对正多层精准堆积，实现复杂3D微纳结构增材制造。为了满足实际工程应用中同时兼顾打印精度和打印效率，提出三种全新的可自由切换的打印模式：微挤出模式；脉冲锥射流模式；连续锥射流模式，根据成形件的具体特征结构要求，打印过程采用相匹配的打印模式，实现大面积宏/微结构跨尺度制造。对于电场驱动喷射沉积微纳3D打印技术，团队已经从成型原理、理论模型、数值模拟、关键技术和装备、实验研究和工艺优化、重要工程应用等多个方面开展了系统的研究，相关研究成果已经在国际顶尖期刊《Advanced Materials》、国内顶尖期刊《科学通报》和《中国科学》等发表高水平学术论文26篇，授权美国和中国发明专利12项，获软件著作版权4项，美国、瑞典、新加坡等国际会议邀请报告10次。此外，开发了国内首台具有完全自主知识产权的电场驱动喷射沉积微纳3D打印机，并在透明电极、柔性透明导电膜、透明电加热、透明电磁屏蔽、可降解心血管支架、高性能组织支架、纸基电子、柔性电子、3D结构电子等多个工程领域进行应用示范。

基于多材料和多尺度3D打印柔性混合电子制造技术
    柔性混合电子（Flexible Hybrid Electronics, FHE）是新一代电子产品，它结合了传统刚性电子元件和新兴柔性电子/可拉伸电子产品二者的优势，在可穿戴电子、软体机器人、电子皮肤、生物医疗电子、健康监测、可植入电子、物联网等诸多领域具有非常广泛的应用。针对现有的制造技术难以满足柔性混合电子制造的多材料、宏/微/纳跨尺度、多层3D结构共形制造要求。中心提出一种基于多材料和多尺度3D打印柔性混合电子制造新技术，它能实现对柔性衬底材料、导电材料、功能结构材料、介电材料、封装材料等多种异质材料的宏/微跨尺度制造以及刚性/柔性电子元件在柔性基板中的嵌入集成，具有多种图案化功能包括点、线、面（膜）、三维体结构。该技术不仅能够完成柔性混合电子的制造，尤其是能实现柔性基板、刚性/柔性电子元器件、柔性连接电路、功能层、介电层、系统级封装的一体化集成制造，具有多材料跨尺度制造和多层柔性结构一体化制造的功能。基于提出的制造原理，并结合多材料和多尺度3D打印技术，研制出具有自主知识产权的柔性混合电子3D打印机。

基于多材料主动混合的复合/功能梯度材料高分辨3D打印技术
    针对当前聚合物基复合材料成型存在打印分辨率低、打印材料受限、成型结构较为简单、工序复杂等方面的不足和局限性，尤其还面临难以实现连续功能梯度材料和复杂三维结构件一体化制造，即能按照材料的不同组分和配比实现连续功能梯度材料和结构件的制造，又能根据微结构的变化实现连续功能梯度材料和结构件的制造。基于中心拥有的多材料主动混合和电场驱动喷射沉积两项核心技术，提出一种多材料主动混合聚合物基复合/功能梯度材料高分辨率3D打印技术，它能实现聚合物基复合材料高分辨率复杂3D结构的制造，以及宏/微结构跨尺度高效制造，尤其是结合主动和被动混合能够实现连续功能梯度材料和结构一体化制造。该技术适合的打印材料种类和类型（颗粒材料、粉体材料、溶液材料等）广泛，根据打印材料体系的不同，开发出热塑性聚合物基和光/热固化聚合物基复合材料两款复合/功能梯度材料高分辨3D打印装备，具有材料混合均匀，打印精度和效率高，模块化配置，满足不同用户的需求。该技术和装备可应用于高电压绝缘子、柔性电子功能梯度衬底、可穿戴设备、生物医疗、电子皮肤、复合材料、功能梯度材料等诸多领域和行业。

面向大面积微纳结构批量化制造的复合微纳米压印光刻技术
微纳技术是继信息技术、生物技术之后，21世纪最具有发展潜力的高新技术，是未来十年高增长战略性新兴产业，也是高新技术产业发展的新的增长点。微纳制造技术是微纳科技的支撑、保障和核心，微纳制造已经成为衡量一个国家制造水平的重要标志，成为支撑新一代信息技术产业、节能环保产业、生物产业、新材料产业、新能源等战略性新兴产业的基础和关键技术。

    微纳结构制造（微纳米图形化）被认为是微纳制造技术的核心，尤其是高效、低成本批量化制造大面积微纳结构的工艺和装备是实现微纳器件和产品（如光子晶体LED、纳米图形化蓝宝石衬底、晶圆级光学器件、太阳能光伏电池板、抗反射和自清洁玻璃、新一代高清平板显示、柔性电子等）从实验室走向大规模工业化应用根基。但是，大面积微纳结构高效低成本批量化制造一直是当前学术界和产业界面临亟待突破的难题。尤其是大尺寸非平整刚性衬底和易碎衬底大面积图形化面临更大的挑战。为了解决在大尺寸非平整刚性衬底和易碎衬底上高效低成本批量化制造大面积微纳结构这一挑战性难题，本中心提出一种面向大面积微结构批量化制造的复合微纳米压印光刻新工艺，它结合了平板型微纳米压印和辊轮型微纳米压印的优势，利用辊轮、复合软模具、工作台、气体辅助系统（正负压顺序快速切换）的相互协作和密切配合，自动完成大面积压印（顺序线接触施压）和揭开式脱模，实现在超大尺寸非平整和易碎硬质衬底上大面积微纳结构高效低成本批量化制造。图1 是超大尺寸非平整刚性衬底微纳米图形化复合微纳米压印原理和工作流程示意图。复合纳米压印光刻技术与装备大面积微结构批量化制造提供了一种具有工业化应用前景的全新解决方案，尤其是在AR/MR衍射光波导斜光栅的批量化制造方面具有独特的优势。

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