高精度3d打印之PμSL技术

发布日期:2024-03-01

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常见高精度3d打印技术

常见高精度3d打印技术包括: 熔融沉积建模(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、直接金属激光烧结(DMLS)、 电子束熔炼(EBM)、立体光刻(SLA)、数字光处理(DLP)、喷射技术等。PμSL技术作为数字光处理技术之一,有着高分辨率、高精度、加工效率高、加工成本低等更多优势。本文将详细介绍PμSL高精度3d打印技术。

 

技术原理

PμSL(Projection Micro Stereolithography)是一种面投影微尺度超高精度光固化3D打印技术,使用高精度紫外光刻投影系统,将需要打印的三维模型分层投影至树脂液面,分层制造逐层累加,快速进行光固化无模具成型,最终从数字模型直接加工得到立体样件。

 

PμSL技术具有成型效率高,制造成本低和打印精度高等突出优势,被认为是目前最具有前景的精密加工技术之一。

 

摩方精密PμSL创新亮点

1、技术创新

绷膜滚刀涂层打印技术(层厚最小5μm),立体结构拼接技术(跨尺度加工),超高精密3d打印技术(最高2μm精度);

 

2、设备创新

超高精度(2μm)、大幅面、宏微一体跨尺度增材制造设备、50℃加热打印;

 

3、材料创新

生物兼容性材料、耐高温材料、韧性树脂

 

打印步骤

1、数字建模

首先使用建模软件创建的所需部件的三维结构模型。

 

2、切片处理

使用切片软件对三维模型以一定大小的层厚进行切片处理,得到一系列具有特定图案的二维图片,厚度通常仅有几微米,对应于3D打印部件的各个层面。

 

3、树脂制备

光敏聚合物树脂对紫外线(UV)光敏感,在紫外光的作用下发生光聚合反应从而固化。

 

4、投影曝光

经调制后的光通过最终物镜投影至液态树脂材料表面,对特定区域进行选择性曝光从而生成特定结构。

 

5、逐层构建

对切片后的每一层图案进行整面投影曝光,反复重复上一步骤并层层堆叠最终成型出所需的三维结构。

 

6、后处理

打印完成后,它就被从构建平台移除并进行后处理。包括清除多余的树脂、去除支撑结构,以及将部件放入UV室进行额外固化以增加强度等。

 

打印原理图示

应用领域

1、有序多孔结构的催化剂

有助开发高活性的整体式催化剂,用于各类气体生成的非均相催化过程中。

 

2、金属微点阵助力高性能锌离子电池

由3D Ni-Zn微点阵负极和聚苯胺插层的氧化钒正极组装而成的全电池表现出了优异的电化学性能。这种具有有序3D通孔结构的导电金属微点阵为开发其它高性能金属(如Li,Na, K, Mg, Al)电池提供了新的思路。

 

3、三维功能化水凝胶器件

有助于解决3D打印复合材料中出现的不均匀的颗粒分布、团聚、固化光的散射及其带来的打印质量和分辨率恶化等问题。

 

4、仿生太阳能蒸发器

经过处理后,形成了富含碳纳米颗粒的多孔水凝胶网络结构及仿生微通道的复合蒸发器结构。对实现太阳能蒸发器吸水和蒸发的动态平衡起到了关键性作用。

 

5、青光眼导流钉

PμSL微纳3D打印技术可以制备球阀和弹簧或特斯拉阀等一体化结构,实现单向导通导流。

 

6、医疗内窥镜

PμSL技术能帮助实现更精确、更复杂的组件打印需求,极大扩充了内镜在临床诊断的应用场景。

 

除了以上应用外,PμSL技术在光固化水凝胶生物墨水、空心微针、液滴生成器、牙齿贴面、微流控等高精度打印应用。相对其他技术来说,PμSL技术器材相对便宜,投影掩模灵活又易于制作且打印精度更高。可广泛应用于那些对极高精度和复杂几何形状有迫切需求的应用场景。

 

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