增材制造(Additive Manufacturing,AM)俗称3D打印,融合了计算机辅助设计、材料加工与成型技术、以数字模型文件为基础,通过软件与数控系统将金属材料、非金属材料以及医用生物材料,按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积,制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除-切削、组装的加工模式不同,是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法,从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束,而无法实现的复杂结构件制造变为可能。Nanoscribe在中国的子公司纳糯三维邀您一起探讨增材制造的现状和未来。湖南微纳光刻增材制造
为了制作由3D工程细胞微环境制成的体外细胞培养物,科学家们利用双光子聚合技术(2PP)来制造模拟脑血管几何形状的仿生3D支架,该仿生几何结构影响胶质母细胞瘤细胞及其定植机制。在该实验中,细胞可以在定制3D支架几何结构的引导下以受控方式生长。只有在强聚焦的激光焦点处才能发生双光子吸收的光聚合反应可实现在亚微米范围内打印**精细的3D特征结构。此外,这种增材制造技术可在微米级别实现高度三维设计自由度,并以比较高精度模拟三维细胞微环境。TPP增材制造无掩膜光刻增材制造技术可用于生产复杂结构,传统制造无法达到。
3D打印(3D Printing),又称作Additive Manufacturing (增材制造),是一种用digital file (数字文件) 生成一个三维物体的过程。在3D打印的过程中,一层层的材料被逐次叠加起来,直到形成后期的物体形态。每一层可以看作这个物体的一个很薄的横截面,而每层的厚度则决定了打印的精度,层的厚度越小,打印的精度越高,打印出来的实体与digitalmodel(数字模型)本身越接近。3D打印在创建物体形态上有极大的自由度,几乎不受形态复杂度限制,这也是3D打印相比于传统制造方法(主要是SubtractiveManufacturing即减材制造)的一个重要优势。使用传统减材制造方法时,部件的复杂度直接影响流程的复杂度,复杂的形态会使开模难度加大、使用工具更加复杂、成本大幅上涨。然而对于3D打印技术来说,由于其独特的分层成形原理,简单的形态和复杂的形态几乎可以一视同仁。譬如,外表闭合一体而内部镂空的形态,或者无接缝的链接结构(interlockingstructures),无法通过传统制造工艺获得,只能通过AdditiveManufacturing建造。
虽然半导体行业一直在使用3D打印技术,我们可能会有一个疑问,为什么我们没有听说,一个因素是竞争。如果全球只有四个庞大的大型公司,它们构成了光刻或制造机器的主要部分,那么这些公司并没有告诉外界关于他们应用3D打印技术的内幕,因为他们想确保的竞争优势。至少,对外界揭示其优化设备性能的技术,这种主观动机并不强。增材制造改善半导体工艺是多方面的,从轻量化,到随形冷却,再到结构一体化实现,根据3D科学谷的市场观察,增材制造使得半导体设备中的零件性能迈向了一个新的进化时代!在许多情况下,3D打印-增材制造可能使这些系统能够更接近理论上预期的工作环境,而不是在机器操作上做出妥协。3D打印技术可用于制造轻量化零部件。
Nanoscribe是非常独特的纳米和微米级3D打印技术。该公司成立于2007年,目前已经在激光光刻行业处于领头的地位。Nanoscribe公司的Photonic Professional GT光刻系统主要通过在微尺度上运用激光来固化感光材料。3D打印材料主要包括液态的光敏材料和固态的旋涂光刻材料。凭着其独特的微尺度3D 打印技术与人性化的软件,Nanoscribe毫无疑问是增材制造领域里的一股颠覆性力量。ORNL的科学家们使用Nanoscribe的增材制造系统来构建世界上特别小的指尖陀螺, 该迷你玩具的宽度只为100微米(与人类头发的宽度相当)高精度的增材制造可打印出顶端的折射微纳光学元件。湖南双光子增材制造Quantum X
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增材制造(AM)技术又称为快速原型、快速成形、快速制造、3D打印技术等,是指基于离散-堆积原理,由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系。基于不同的分类原则和理解方式,增材制造技术的内涵仍在不断深化,外延也不断扩展。增材制造技术不需要传统的刀具和夹具以及复杂的加工工序,在一台设备上可快速精密地制造出任意复杂形状的零件,从而实现了零件“自由制造”,解决了许多复杂结构零件的成形,并**减少了加工工序,缩短了加工周期,而且产品结构越复杂,其制造速度的作用就越明显。湖南微纳光刻增材制造