复合精度光固化技术助力超材料产业化进程

发布日期:2024-05-17

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5月10~12日,备受瞩目的“第三届全国超材料大会”在浙江省桐乡市乌镇隆重召开,吸引了众多的业界精英和学者专家的参会。其中,中国科学院院士、中国工程院院士以及在超材料领域有影响力的专家们现场分享行业现状以及发展趋势,并面对面沟通交流,挖掘超材料领域的技术创新以及应用空间,促进超材料技术成果产业化发展。

 

 

摩方精密携多款样件及最新技术报告出席会议。会议期间,摩方精密展位吸引了众多专家学者就创新性、自主化、国产化的超高精密解决方案展开洽谈和交流,共探超材料领域的未来发展方向,为不同领域的精密制造难题提供了有效的解决之道。

 

 

微纳3D打印技术赋能

推动超材料研发应用转化

 

会议上,摩方精密副总裁周建林先生带来了《复合精度微纳光固化增材制造技术及其应用》主题报告,就复合精度光固化技术、Dual Series设备等新技术展开分享,重点介绍了摩方精密在超材料与太赫兹等尖端领域的典型应用案例。

 

在技术方面,摩方精密不断创新微纳级超高精密3D打印技术和装备制造,突破增材制造“卡脖子”难题,将打印精度、系统硬件、材料及成型工艺结合于一体发展。最新发布的复合精度光固化技术和D系列设备,有效解决增材制造中高精度和大幅面的固有矛盾,在打印速度、质量和便捷性上进行了大幅提升。在打印尺寸上,也是首次实现2μm到100mm*100mm*50mm的跨尺度加工突破,将为精密电子、生物医疗、高端通讯、半导体等高精密行业和科研创新带来高速灵活、降本增效的全新解决方案。

 

在创新应用领域,摩方精密锚定全球高端制造与精密制造难题,持续为工业和科研客户提供技术支持,助力各行业应用取得开创性成果。超材料作为一门前沿的交叉学科,是诸多颠覆性技术的源头,在电磁、声学、力学、热学和量子等领域有非常广阔的应用空间。多年来,摩方精密辅助了多个超材料课题组进行结构研究和应用探索,助力打通科技成果转换的新路径,深化推动产学研合作新范式。

 

 

可重构齿轮超材料

国防科技大学智能科学学院方鑫、温激鸿等联合香港理工大学成利教授和德国Fraunhofer研究院,提出了基于齿轮/齿轮组构型的力学超材料设计方法,实现了金属基材料的大范围、连续、快速调节。

 

该团队利用摩方精密nanoArch® S130 (精度:2 μm)制备了5x6太极齿轮(24个齿,单个齿半径60μm,预留的齿轮间隙32μm)。面投影微立体光刻(PµSL)技术具有高精度、跨尺度打印的特点,可助力实现集成化超材料一体化制造和集成驱动,为设计智能材料与结构开辟新道路。

原文链接:https://doi.org/10.1038/s41563-022-01269-3

 

仿生交叉层状超材料

香港城市大学机械工程系的陆洋教授提出了一种独特的机械超材料结构设计长程周期性概念:即在保留整体结构周期性的基础上引入了局域特殊性,从而同时实现机械超材料在受力变形过程中剪切带均匀分布与尺寸缩减的目的。通过利用摩方精密开发的基于面投影微立体光刻(PμSL)3D打印技术(nanoArch® P130, S140超高精度3D打印系统),实现了仿生机械超材料单元在微米尺度的高分辨制备。

 

通过使用超高精度PμSL技术可制备参数可调的交叉多层结构,进一步推动功能性吸能超韧材料的研究和应用,为超材料领域提供了新的研究方向。

 

原文链接:https://doi.org/10.1021/acsami.2c12297

 

板基-桁架复合分级结构

 

清华大学李晓雁教授课题组采用桁架和平板单胞作为基本单元构筑设计了多种新型的混合多层级点阵结构,并采用摩方精密3D打印设备microArch® S240(精度:10 μm)制备了相应的多层级微米点阵材料。

 

相比于单一层级的平板点阵,桁架-平板混合多层级点阵具有密度更低、易于制备的优点;并且这种混合多层级的设计策略可以扩展至不同尺度和不同组分材料,在构筑轻质且具有优异力学性能的新型结构材料方面具有重要的应用前景。因此,通过利用高精度PμSL技术结合分级结构设计可制备轻量化且具备优异力学性能的超材料。

原文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202206024

 

太赫兹宽带/多带超材料

西安交通大学张留洋老师课题组利用摩方精密提供的nanoArch® S130(精度:2 μm)打印系统,提出了一种将微纳3D打印技术与微流道液态金属填充技术相结合的微结构制备工艺,作为概念验证,通过所提出的制备策略制备了两种具有宽带和多频段特性的典型超材料,实验获得了与理论仿真吻合较好的响应光谱。

 

采用PµSL技术可打印超高精密的微流道部件,结合液态金属填充技术可便捷有效制备高吸收率的太赫兹吸波器,在隐身、传感与探测等领域具有广泛的应用前景。

原文链接:https://doi.org/10.1109/TMTT.2023.3278945

 

复合精度光固化技术突破

共绘产学研发展蓝图

 

会议期间,摩方精密以复合精度光固化3D打印技术、双精度面投影光固化3D打印系统,和多元化结构样件吸引了众多行业专家学者与现场专业技术人员交流互动,深入探讨了微纳3D打印技术在多个行业和领域的跨学科精密制造解决方案。

 

大会顾问、大会主席、中国工程院周济院士,大会主席、功能复合材料与结构研究所所长彭华新教授,学术委员会委员、教育部多功能材料与结构重点实验室主任徐卓教授,以及学术委员会委员、南京大学固体微结构物理国家重点实验室主任陈延峰教授等一行专家学者,亲临摩方精密展台,就微纳3D打印技术的研发进程、核心优势及未来趋势进行了深入了解。他们对此项技术在中国制造业升级中所能发挥的推动作用抱以厚望,并表达了对微纳3D打印未来发展的热切期待。

 

 

展望未来,摩方精密将继续秉持自主研发方针,加强“产、学、研”紧密合作,推动技术创新和基础与应用研究,不断提升我国制造业的转型升级能力、本土化替代水平和产业链的自主可控性,为我国制造业技术进步和产业升级贡献中坚力量。

 

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