層壓樹脂打�。↙RP），MicroMaker3D推出3D打印微小結(jié)構(gòu)的新技術(shù)

2018年11月15日，南極熊從外媒獲悉，新西蘭卡拉漢創(chuàng)新推出層壓樹脂印刷（LRP） - 一種新的3D打印技術(shù)，可實現(xiàn)高分辨率微尺度結(jié)構(gòu)的快速原型制作。

層壓樹脂印刷（LRP）使研究人員，開發(fā)人員和制造商能夠快速，輕松，經(jīng)濟地為電子，可穿戴設(shè)備，傳感器，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等應(yīng)用創(chuàng)建各種印刷結(jié)構(gòu)。

卡拉漢說，它使開發(fā)人員能夠打印亞毫米級結(jié)構(gòu)，其密度高達100％的復雜幾何形狀，具有非常低的厚度，成像速度可達每層一秒，與復雜性或密度無關(guān)。共同發(fā)明人Andrea Bubendorfer和Andrew Best開發(fā)了LRP，以滿足以高效，方便和經(jīng)濟的方式快速生產(chǎn)微尺度結(jié)構(gòu)的需求。

“微型加工 - 生產(chǎn)非常小的高價值設(shè)備 - 是新西蘭的出口產(chǎn)業(yè)。然而，直到現(xiàn)在，制造這些微型結(jié)構(gòu)一直是緩慢而昂貴的，“共同發(fā)明人Andrea Bubendorfer說。

“相比之下，3D打印改變了我們制造產(chǎn)品的方式，但它不能在微細加工所需的小規(guī)模上運行，”她補充道。 Bubendorfer和共同發(fā)明人著手開發(fā)方法，以高效，方便和經(jīng)濟的方式滿足快速生產(chǎn)微尺度結(jié)構(gòu)的需求。 “從小到小，我們說的是5微米。對于背景，人的頭發(fā)大約是100微米。”

MicroMaker3D團隊通過資金，計劃和建議獲得IDTechEx Launchpad計劃和KiwiNet的支持;梅西大學增材制造中心的機電一體化工程師和卡拉漢創(chuàng)新高級工程團隊提供的工程專業(yè)知識; Johan Potgieter（梅西大學機器人學教授和增材制造專家）和Olaf Diegel（產(chǎn)品開發(fā)教授和世界著名3D打印專家）的建議和鼓勵。該項目還吸引了來自KiwiNet的68.4萬美元的種子資金。

卡拉漢創(chuàng)新MicroMaker3D團隊

LRP是一種多功能的3D打印技術(shù)：

•獨立平面結(jié)構(gòu)（陰影掩模，光學狹縫，光學編碼器，濾光片，網(wǎng)格等）

•紙張，織物和PCB基板上的結(jié)構(gòu)（可穿戴設(shè)備，一次性微流體，芯片實驗室設(shè)備）

•印刷電子口罩

•微型3D打印（微型組件，MEMS彈簧）

•彈性材料中的懸垂結(jié)構(gòu) - 適用于微傳感器元件

該技術(shù)功能強大：

•經(jīng)濟實惠且易于使用

•快速，每層的成像速度為秒，與復雜性或密度無關(guān)

•不需要潔凈室

•使用相同的高質(zhì)量材料從原型擴展到生產(chǎn)

LRP擅長：

•適用于尺寸和重量重要的應(yīng)用的快速原型設(shè)計

•5微米體素打印，精度高，復雜度高

•印刷單層和多層結(jié)構(gòu)

•生產(chǎn)具有極高耐熱性和耐化學性的印刷品

•在各種基材上印刷：紙張，織物，硅片，PCB

該技術(shù)正被用于生產(chǎn)一系列結(jié)構(gòu)。例子包括：

•鯊魚皮，紋理表面

•微孔板

•模板，例如微波天線

•微過濾器

•微型組件，如齒輪，杠桿沖刺，針尖，彈性擋圈

•圖案化導電軌道

•封裝結(jié)構(gòu)。

技術(shù)對比：

層壓樹脂印刷與光刻相比如何？

光刻法是微加工中用于將圖案從光掩模轉(zhuǎn)移到基板上的光敏光致抗蝕劑的工藝的集合。激光直接寫入器和掩模對準器等專用設(shè)備用于執(zhí)行該過程中的各個步驟。由經(jīng)過培訓的操作員在高度專業(yè)化和昂貴的潔凈室設(shè)施中進行光刻。使用永久光刻膠，光刻能夠?qū)崿F(xiàn)低至約2微米的分辨率。通常，光刻限于少量層。

LRP使用專為微細加工而設(shè)計的干膜光致抗蝕劑，具有高熱穩(wěn)定性和耐酸，堿和溶劑性。這些過程是自動化的，并且安裝在一個干凈的獨立系統(tǒng)中，使用快速投影儀直接從CAD進行快速模式化，從而避免了光掩模過程。 LRP可以實現(xiàn)低至5微米的分辨率，并可以打印大量的圖層。

技術(shù)區(qū)別：

層壓樹脂印刷與納米印刷相比如何？

納米打印機使用雙光子聚合（TPP）一次打印具有納米尺寸體素的結(jié)構(gòu)，通常通過從超短激光脈沖曝光。他們通常使用類似的光刻膠進行光刻和LRP。與微加工一樣，納米印刷是昂貴的并且需要在昂貴的潔凈室環(huán)境中的高技術(shù)操作者。

相比之下，LRP是快速的，一次打印整個結(jié)構(gòu)層的微觀而非納米級分辨率，而不是通過體素打印。 LRP具有成本效益和用戶友好性，可在其自己的微型潔凈室環(huán)境中運行。

層壓樹脂印刷與高分辨率3D打印機相比如何？

雖然對于推動微型結(jié)構(gòu)的3D打印機的極限存在很大興趣，但目前還沒有能夠在微機電系統(tǒng)（MEMS）設(shè)備和其他微結(jié)構(gòu)所需的微結(jié)構(gòu)水平上快速原型化的3D打印機。此外，為了克服3D打印技術(shù)的限制，通常針對可印刷性優(yōu)化印刷材料，其特性不滿足MEMS的要求。

相比之下，LRP使開發(fā)人員能夠在所有平面中使用針對性能優(yōu)化的打印材料打印尺寸小至5微米的特征。所使用的微加工樹脂具有20年的微結(jié)構(gòu)性能，包括允許有源結(jié)構(gòu)在MEMS器件中偏轉(zhuǎn)的彈性。此外，LRP在支撐材料中印刷，允許容易地構(gòu)造偏轉(zhuǎn)所需的懸垂結(jié)構(gòu)。

層壓樹脂印刷與電子原型相比如何？

電子原型制造是用于在各種基板上制造電子器件的印刷方法。印刷電子設(shè)備中的快速原型制作使用直接反饋進行迭代設(shè)計，大大縮短了開發(fā)時間。電子原型機通常是用于印刷電子設(shè)備的昂貴的專用機器。

因為LRP基于將圖案轉(zhuǎn)移到光刻膠的微加工原理，所以它類似于為電子工業(yè)開發(fā)的工藝 - 使用光刻法通過圖案化和選擇性蝕刻將布線圖轉(zhuǎn)移到覆銅基板以產(chǎn)生印刷電路。因此，LRP非常適合在此應(yīng)用中使用。