阿姆斯特丹大學(xué)與atum3D合作，研究大規(guī)模混合立體光刻3D打印技術(shù)
時間：2022-10-11 09:09 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2022年10月10日，阿姆斯特丹（UVA）大學(xué)與總部位于荷蘭的工業(yè)3D打印解決方案服務(wù)商atum3D簽署了許可協(xié)議，后者計劃將該大學(xué)研發(fā)的SLA混合立體光刻技術(shù)商業(yè)化。
雙方皆在實現(xiàn)一種亞微米分辨率的快速、大規(guī)模3D打印的方法。該方法是由該大學(xué)的Van ' t Hoff分子科學(xué)研究所開發(fā)的，它結(jié)合了照片和立體光刻技術(shù)，在大范圍內(nèi)產(chǎn)生高分辨率的特征。潛在的應(yīng)用包括再生醫(yī)學(xué)的組織支架、微流體和光學(xué)元件等。
將實驗室技術(shù)用于商業(yè)化
混合立體光刻技術(shù)利用復(fù)合成像，其中使用DLP（數(shù)字光處理）投影儀實現(xiàn)大規(guī)模、低分辨率圖案。在這些層中，預(yù)定義的光掩模可以實現(xiàn)微特征。更重要的是，在層之間切換光掩模圖案可以創(chuàng)建三維重復(fù)的微觀特征。
該方法可以在傳統(tǒng)的DLP 3D打印機中實施，只需稍作修改。材料包括目前用于立體光刻的光聚合物，但也可以包括復(fù)合材料，例如陶瓷或載有金屬的光聚合物。該方法已通過原理驗證設(shè)置進行了演示，可打印出特征尺寸低于10 μm的打印部件。然而，理論分辨率限制還要低得多。
立體光刻 (SLA) 技術(shù)使用激光在3D打印工作槽中逐層固化樹脂。一層完成后，打印板再次下降，進行下一層鋪料和打印，以此往復(fù)。目前，該方法現(xiàn)已授權(quán)給atum3D商業(yè)化使用，將高分辨率打印與高速打印相結(jié)合。
DLP結(jié)合SLA，混合立體光刻技術(shù)
據(jù)悉，它是由Suhas Nawada博士發(fā)明的，他在發(fā)明時是范特霍夫分子科學(xué)研究所的博士后研究員。目前，該專利是與該阿姆斯特丹的技術(shù)轉(zhuǎn)讓辦公室，阿姆斯特丹創(chuàng)新交易所(IXA)合作申請的。
該方法被稱為“混合立體光刻”，可在顯著的生產(chǎn)時間內(nèi)實現(xiàn)具有大量樣品尺寸的高分辨率3D打印。這使得在再生醫(yī)學(xué)等高價值應(yīng)用中生產(chǎn)功能部件成為可能，其中器官尺度部件可以在與外科手術(shù)相關(guān)的時間尺度上以亞細胞分辨率打印。
例如，為一個多厘米的血管接頭打印了一個細胞支架，該接頭具有50 μm的孔隙，這是內(nèi)皮細胞生長的相關(guān)長度尺度。根據(jù)該大學(xué)的說法，atum3D的首席技術(shù)官兼創(chuàng)始Tristram Budel已經(jīng)在展望該項技術(shù)商業(yè)化后的市場前景了。據(jù)報道，通過他的設(shè)想，該技術(shù)可以在不到一天的時間里，打印一個具有多孔受控結(jié)構(gòu)的全尺寸心臟支架。同時，3D打印腎臟只需要原來時間的四分之一。
Tristram Budel說：“由于技術(shù)的可擴展性，能夠生產(chǎn)可靠且可控地器官支架的生產(chǎn)設(shè)施，現(xiàn)已成為現(xiàn)實。打印出來的器官支架還不是活器官，在生產(chǎn)出真正的可植入器官之前，還需要進行更多的工作和研究。但我認為，這絕對是一個正確看待這種3D打印技術(shù)的絕佳案例。”
新技術(shù)的另一個試點示例，是生產(chǎn)具有200 μm通道和20 μm限制的微流體裝置。他們包含被用于定位色譜固定相粒度，從而在3D打印分析設(shè)備領(lǐng)域開辟了新的可能性。其它最終用途領(lǐng)域包括機械超材料、半導(dǎo)體以及用于反應(yīng)和分離的多孔柱。
Tristram Budel 說：“我們認為，將我們當前的DLP技術(shù)與這項新技術(shù)相結(jié)合，會產(chǎn)生一個改變游戲規(guī)則的3D打印系統(tǒng)。它帶來了市場前所未見的可能性：在短短幾個小時內(nèi)將大型分米級打印與微米級特征相結(jié)合，atum3D已經(jīng)在與我們的第一批客戶，采用該技術(shù)進行商業(yè)測試。事實上，當我們與UvA的研究人員一起開發(fā)這個技術(shù)事，我們已完成了一整套的相關(guān)實驗。”
更多的混合光技術(shù)
盡管混合DLP-SLA 3D打印機與行業(yè)規(guī)范相去甚遠，但兩種技術(shù)的結(jié)合已有先例。AXTRA3D于去年年底推出了一種混合光合成3D打印技術(shù)，該技術(shù)旨在在同一臺機器上利用SLA、DLP 和LCD的優(yōu)勢，以實現(xiàn)全各向同性組件的生產(chǎn)。 在其它地方，In-Vision等公司繼續(xù)致力于快速DLP技術(shù)，它們的分辨率比之前的技術(shù)更高。今年早些時候，該公司推出了Avatar光引擎，具有原生4K功能，甚至允許用戶固化更大區(qū)域的材料，并以高光學(xué)性能進行移動曝光。
△阿姆斯特丹大學(xué)一角
雙方皆在實現(xiàn)一種亞微米分辨率的快速、大規(guī)模3D打印的方法。該方法是由該大學(xué)的Van ' t Hoff分子科學(xué)研究所開發(fā)的，它結(jié)合了照片和立體光刻技術(shù)，在大范圍內(nèi)產(chǎn)生高分辨率的特征。潛在的應(yīng)用包括再生醫(yī)學(xué)的組織支架、微流體和光學(xué)元件等。
△混合立體光刻技術(shù)，將高分辨率打印與高速打印相結(jié)合
將實驗室技術(shù)用于商業(yè)化
混合立體光刻技術(shù)利用復(fù)合成像，其中使用DLP（數(shù)字光處理）投影儀實現(xiàn)大規(guī)模、低分辨率圖案。在這些層中，預(yù)定義的光掩模可以實現(xiàn)微特征。更重要的是，在層之間切換光掩模圖案可以創(chuàng)建三維重復(fù)的微觀特征。
該方法可以在傳統(tǒng)的DLP 3D打印機中實施，只需稍作修改。材料包括目前用于立體光刻的光聚合物，但也可以包括復(fù)合材料，例如陶瓷或載有金屬的光聚合物。該方法已通過原理驗證設(shè)置進行了演示，可打印出特征尺寸低于10 μm的打印部件。然而，理論分辨率限制還要低得多。
立體光刻 (SLA) 技術(shù)使用激光在3D打印工作槽中逐層固化樹脂。一層完成后，打印板再次下降，進行下一層鋪料和打印，以此往復(fù)。目前，該方法現(xiàn)已授權(quán)給atum3D商業(yè)化使用，將高分辨率打印與高速打印相結(jié)合。
△atum 3D開發(fā)的3D打印設(shè)備
DLP結(jié)合SLA，混合立體光刻技術(shù)
據(jù)悉，它是由Suhas Nawada博士發(fā)明的，他在發(fā)明時是范特霍夫分子科學(xué)研究所的博士后研究員。目前，該專利是與該阿姆斯特丹的技術(shù)轉(zhuǎn)讓辦公室，阿姆斯特丹創(chuàng)新交易所(IXA)合作申請的。
該方法被稱為“混合立體光刻”，可在顯著的生產(chǎn)時間內(nèi)實現(xiàn)具有大量樣品尺寸的高分辨率3D打印。這使得在再生醫(yī)學(xué)等高價值應(yīng)用中生產(chǎn)功能部件成為可能，其中器官尺度部件可以在與外科手術(shù)相關(guān)的時間尺度上以亞細胞分辨率打印。
例如，為一個多厘米的血管接頭打印了一個細胞支架，該接頭具有50 μm的孔隙，這是內(nèi)皮細胞生長的相關(guān)長度尺度。根據(jù)該大學(xué)的說法，atum3D的首席技術(shù)官兼創(chuàng)始Tristram Budel已經(jīng)在展望該項技術(shù)商業(yè)化后的市場前景了。據(jù)報道，通過他的設(shè)想，該技術(shù)可以在不到一天的時間里，打印一個具有多孔受控結(jié)構(gòu)的全尺寸心臟支架。同時，3D打印腎臟只需要原來時間的四分之一。
Tristram Budel說：“由于技術(shù)的可擴展性，能夠生產(chǎn)可靠且可控地器官支架的生產(chǎn)設(shè)施，現(xiàn)已成為現(xiàn)實。打印出來的器官支架還不是活器官，在生產(chǎn)出真正的可植入器官之前，還需要進行更多的工作和研究。但我認為，這絕對是一個正確看待這種3D打印技術(shù)的絕佳案例。”
新技術(shù)的另一個試點示例，是生產(chǎn)具有200 μm通道和20 μm限制的微流體裝置。他們包含被用于定位色譜固定相粒度，從而在3D打印分析設(shè)備領(lǐng)域開辟了新的可能性。其它最終用途領(lǐng)域包括機械超材料、半導(dǎo)體以及用于反應(yīng)和分離的多孔柱。
Tristram Budel 說：“我們認為，將我們當前的DLP技術(shù)與這項新技術(shù)相結(jié)合，會產(chǎn)生一個改變游戲規(guī)則的3D打印系統(tǒng)。它帶來了市場前所未見的可能性：在短短幾個小時內(nèi)將大型分米級打印與微米級特征相結(jié)合，atum3D已經(jīng)在與我們的第一批客戶，采用該技術(shù)進行商業(yè)測試。事實上，當我們與UvA的研究人員一起開發(fā)這個技術(shù)事，我們已完成了一整套的相關(guān)實驗。”
△AVATAR的原生4K紫外線投影儀
更多的混合光技術(shù)
盡管混合DLP-SLA 3D打印機與行業(yè)規(guī)范相去甚遠，但兩種技術(shù)的結(jié)合已有先例。AXTRA3D于去年年底推出了一種混合光合成3D打印技術(shù)，該技術(shù)旨在在同一臺機器上利用SLA、DLP 和LCD的優(yōu)勢，以實現(xiàn)全各向同性組件的生產(chǎn)。 在其它地方，In-Vision等公司繼續(xù)致力于快速DLP技術(shù)，它們的分辨率比之前的技術(shù)更高。今年早些時候，該公司推出了Avatar光引擎，具有原生4K功能，甚至允許用戶固化更大區(qū)域的材料，并以高光學(xué)性能進行移動曝光。
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