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高精度 3D 结构加工技术实现微观立体制造路径
2026-08-06 10:13  浏览:0
   传统机械加工、平面光刻手段仅能完成二维平面或是大尺度立体零件制作,对于微米、纳米尺度、带有内部镂空、嵌套、多孔复杂拓扑的微观结构,加工难度较高,高精度 3D 结构加工依托飞秒双光子激光直写增材制造方式,逐层在光刻胶内部构建立体造型,实现传统工艺难以完成的复杂微观构件成型,杭州玉之泉精密仪器有限公司的三维激光直写光刻系统,完整搭载这套高精度 3D 结构加工工艺,为多行业提供微纳立体构件制备解决方案。
  高精度 3D 结构加工属于增材制造范畴,区别于铣削、切割等去除多余材料的减材加工,整套工艺以数字三维模型为基础,计算机系统拆解模型多层截面,控制飞秒激光焦点在光刻胶内部逐层固化,完整复刻模型全部立体细节,无需开制模具,缩短新品原型开发周期。同时融合纳米微加工技术,依托双光子非线性曝光特性,将单层成型纹路尺寸控制在纳米区间,兼顾结构复杂度与成型精细度,电子束光刻等纳米加工手段仅能处理平面图形,无法实现纵深三维成型,高精度 3D 结构加工填补这一技术空白。
  整套工艺成型的构件具备丰富的应用落地场景。在光子光学领域,高精度 3D 结构加工可制备微型球面耦合透镜、光子引线阵列、周期性光子晶体超材料,这类器件内部存在多层交错微通道,平面加工无法实现一体成型,激光直写一次完成整体结构,光信号传输损耗稳定;生物医药方向,可加工多孔细胞支架阵列,支架内部连通孔隙结构适配细胞附着与养分流通,成型尺寸贴合细胞生长微观尺度,可直接用于体外生物实验。
  传感与 MEMS 器件制造同样依赖高精度 3D 结构加工工艺,微型压力传感探头、微型流体控制芯片内部复杂导流通道,依靠三维直写一体成型,通道内壁平整,流体流动不会出现局部涡流。加工完成的样品表面平整程度表现稳定,大面积阵列加工时,不同位置的单元结构尺寸偏差较小,拼接区域过渡自然,无台阶、断层缺陷。
  设备端配套工艺可灵活调整打印高度,适配不同厚度基材,加工完成后仅需简单显影工序,去除未曝光光刻胶即可得到完整立体样品,材料利用率优于传统减材加工,加工过程无大量废料产生。企业依托自研双光子光刻设备,配套完整高精度 3D 结构加工工艺方案,针对不同行业材料需求调配适配光刻胶,区分生物兼容、高光学透射、高机械强度材料配方,同时提供样品试制服务,协助客户完成结构参数迭代,优化三维模型设计,提升成品使用性能。
有关信息请见:https://www.chem17.com/st675557/product_39660187.html
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