热门标签-网站地图-注册-登陆-手机版-投稿 3D打印网,中国3D打印行业门户网!
当前位置:主页 > 新闻频道 > 新3D打印技术 > 正文

一种长悬垂结构物体的双光子聚合微3D打印方法

时间:2024-01-20 21:33 来源:中国机械工程学会增材制造技术 作者:admin 阅读:
供稿人:刘子玮、高琳
供稿单位:西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室
来源:中国机械工程学会增材制造技术(3D打印)分会

      3D双光子聚合(TPP)打印是打印微米和纳米级物体的最成熟的技术之一。该技术利用脉冲高能飞秒激光束在3D中局部曝光光反应树脂。这允许在亚微米范围内形成具有非常精细特征的物体。然而,使用标准液体树脂进行双光子聚合的3D打印的一个重要挑战是打印包含长悬垂结构的物体,例如悬臂结构。3D对象模型被切成层,然后逐层连续打印。由于悬垂结构的前几层打印层很薄且不稳定,它们漂浮在液态树脂中,因此很容易由于3D打印系统的振动,载物台运动或液态树脂内部显微镜物镜的运动引起树脂运动而移位。初始打印层的位移通常会导致打印对象严重扭曲。
     近日,瑞典斯德哥尔摩KTH皇家理工学院的Frank Niklaus等人[1]通过用短拼接块打印长悬垂结构来解决这个问题,以避免前几层打印的移动。这种方法能够对具有大型悬垂结构的物体进行微型3D打印,而无需使用支撑或后处理步骤,从而通过双光子聚合大大扩展了微型3D打印的应用空间。

3D打印通常有两种打印模式,即Solid打印模式和Shell & Scaffold(S&S)打印模式,分别对应小打印块和大打印块。传统的3D打印方法使用一种方法打印模型,而作者团队将两种打印模式结合使用,将模型分为不同大小的打印块,通过两种打印模式复合大幅减少了打印层的浮动,从而提高了打印效果。


图1 打印两个实验模型时使用的不同打印块类型的排列

正如预期的那样,当使用概述的传统双光子聚合打印方法打印两个实验模型(单面夹紧悬臂和双面夹紧梁)时,悬垂部件的浮动层导致结构坍塌和严重扭曲。而结合使用两种打印模式后,打印层浮动的问题大大减轻了。


图2 3D打印模型的SEM图片

该方法通过局部调整打印块的大小,并根据打印块的大小,使用不同的打印模式,使具有悬垂结构的物体的双光子聚合3D打印成为可能。使用此方法可以3D打印更长的悬垂结构,仅受所用材料的机械强度的限制,从而在双光子聚合的3D打印领域开辟新的令人兴奋的途径和灵活性。

参考文献:
Marschner D E, Pagliano S, Huang P H, et al. A methodology for two-photon polymerization micro 3D printing of objects with long overhanging structures[J]. Additive Manufacturing, 2023, 66: 103474.

(责任编辑:admin)

weixin
评论
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价: