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微纳3D打印、增材制造与压电纳米定位台!

复杂三维微纳结构在微纳机电系统、生物医疗、组织工程、新材料(超材料、复合材料、光子晶体、功能梯度材料等)、新能源(太阳能电池、微型燃料电池等)、高清显示、微流控器件、微纳光学器件、微纳传感器、微纳电子、生物芯片、光电子和印刷电子等有着巨大的产业需求。

现有的诸如光学光刻、电子束光刻、干涉光刻、激光微细加工、软光刻、纳米压印光刻等微纳制造技术主要实现2维的微纳结构(简单几何图形)制造,难以实现复杂真三维微纳结构的制造。

微纳尺度 3D 打印在复杂三维微纳结构、高深宽比微纳结构和复合(多材料)材料微纳结构制造方面具有很高的潜能和突出优势,而且还具有设备简单、成本低、效率高、可使用材料种类广、无需掩模或模具、直接成形等优点。

基于双光子聚合激光 3D 直写提供了一种有效的解决方案,而且是目前实现纳尺度3D打印有效的一种技术。不同于传统的微立体光刻(是一种单光子微立体光刻工艺),基于双光子聚合激光直写 3D 打印是基于双光子聚合原理(或者多光子吸收)。

利用双光子直写技术加工的三维光子晶体

利用双光子直写技术在光纤顶端加工的内窥镜

基于双光子聚合的激光直写系统原理示意图

由双光子聚合的激光直写系统原理图可以看到,在基于双光子聚合的激光直写系统中,XY向运动平台与物镜步进的运动精度将直接影响微纳3D打印的精度。

 

压电纳米定位台

由压电陶瓷驱动的压电纳米定位台,可产生几百微米甚至毫米级的运动范围,它的优点是纳米级高分辨率及毫秒甚至亚毫秒的响应速度。

芯明天P11.X压电运动台及E53.D压电控制器

 

例如,芯明天P11系列1至3维运动压电纳米定位台,它的行程范围为110µm/轴,一维运动响应时间约10ms,开环阶跃可达亚毫秒,另外,它的分辨率可达4nm。

P11系列详细参数如下。

压电物镜驱动器

 

芯明天P73压电物镜驱动器

以芯明天P73系列压电物镜驱动器为例,它的Z向行程范围分220µm和550µm,负载能力可达400g。

P73压电物镜驱动器详细参数如下。

芯明天压电纳米定位台及压电物镜驱动器以其高分辨率及快速响应等特点,非常适于各种2D或3D微纳打印、增材制造等应用,如微立体光刻、基于双光子聚合3D激光直写、微激光烧结、电化学沉积、微三维打印、复合3D打印、4D打印等。

芯明天P11压电纳米定位台应用于3D微纳打印

 

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