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不可思議的微納造物技術:很大程度改善粗糙度和精度(3)

時間:2017-02-05 20:59 來源:科學大院微信公眾號 作者:中國3D打印網 閱讀:

其他利用該項技術加工的微納雕塑作品也有很多,例如下圖就是利用勃蘭登堡門的模型。

利用雙光子直寫技術制作的勃蘭登堡門模型(http://phys.org/news/2010-12-laser-3d-submicron.html)

利用雙光子直寫技術制作的勃蘭登堡門模型(http://phys.org/news/2010-12-laser-3d-submicron.html)

也有人利用這項技術制作了虛擬人物的雕塑,還有人制作了微納尺度賽車和房子的模型等等。總之,人們可以在此基礎上充分放飛自己的想象力,制作各種各樣的藝術品。唯一美中不足的是,這些藝術品往往都需要在電子顯微鏡下觀看。

利用雙光子激光直寫技術加工的虛擬人物頭像(http://www.innovations-report.com/html/report/materials-science/material-solutions-inside-and-on-top.html)

利用雙光子激光直寫技術加工的虛擬人物頭像(http://www.innovations-report.com/html/report/materials-science/material-solutions-inside-and-on-top.html)

利用雙光子激光直寫技術制作的賽車和房屋模型(https://www.photonics.com/Article.aspx?PID=1&VID=101&IID=615&AID=50848)

利用雙光子激光直寫技術制作的賽車和房屋模型(https://www.photonics.com/Article.aspx?PID=1&;VID=101&;IID=615&;AID=50848)

不足之處

雖然雙光子激光直寫技術在微納尺度加工領域具有極大的優勢,但缺點也同樣明顯。

用于雙光子激光直寫技術的光敏物質種類很有限,往往只能加工光刻膠等特殊物質;與老式膠片拍攝圖像的過程有些類似,光敏物質經過雙光子激光直寫后,往往也需要顯影和定影等過程,將打印的3D物體固定下來,因此加工過程更為繁瑣;由于加工精度高,而且往往是單點掃描加工,因此速率較慢,雖然不少改進版本的產品加入了振鏡系統,可以提高加工效率,但相比之下仍耗時許久,再加上高精度平移臺要借助壓電陶瓷實現,行程較短,雖然可以通過機械移動臺進行拼接,但是拼接處加工精度會陡然降低,因此該技術目前尚難以加工大尺度的產品。

此外,這項技術能夠成功的關鍵很大程度上是納米級移動精度的三維平移臺,因此運動模塊極其精密且昂貴,更需要相應的檢測和控制系統,下圖是一臺典型雙光子直寫儀的基本配置,包括基本光學系統、振鏡模塊、定位系統(包括機械移動和壓電陶瓷移動)、自動聚焦顯微系統、高精度顯微相機和配套軟件,可以看出,這樣一套系統需要從軟件到硬件的深度開發,所以通常設備價格高昂。

典型的雙光子直寫儀基本配置(http://www.nanoscribe.de/en/products/photonic-professional-gt/)

典型的雙光子直寫儀基本配置(http://www.nanoscribe.de/en/products/photonic-professional-gt/)

(責任編輯:admin)

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