高精度3D打印玻璃微結(jié)構(gòu)！Nanoscribe推出Glass Printing Explorer Set

南極熊獲悉，Nanoscribe在2021年6月30日推出了首個(gè)用于熔融石英玻璃微結(jié)構(gòu)的3D微加工商用高精度增材制造工藝和材料：Glass Printing Explorer Set。新型光樹脂GP-Silica是Glass Printing Explorer Set的核心，與Glassomer聯(lián)合研究開發(fā)。據(jù)說這是目前唯一一種用于熔融石英玻璃微細(xì)加工的光樹脂，因?yàn)楦吖鈱W(xué)透明度以及出色的熱、機(jī)械和化學(xué)性能脫穎而出，為探索生命科學(xué)、微流體、微光學(xué)、材料工程和其他微技術(shù)領(lǐng)域的新應(yīng)用開辟了機(jī)會(huì)。

△3D打印玻璃微結(jié)構(gòu)

Glass Printing Explorer Set

Glass Printing Explorer Set能夠高精度3D打印，并且具有耐高溫性、機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性以及光學(xué)透明度。熔融石英玻璃的雙光子聚合 (2PP) 技術(shù)展現(xiàn)了玻璃產(chǎn)品的卓越性能，推動(dòng)了對(duì)生命科學(xué)、微流體、微光學(xué)和其他領(lǐng)域的探索。瑞士弗里堡工程與建筑學(xué)院助理教授兼圖形打印系主任Nicolas Muller稱，GP-Silica研究制造復(fù)雜微流體系統(tǒng)方面具有巨大潛力，盡管所需的熱后處理要求很高。

△Glass Printing Explorer Set

套裝包括光樹脂GP-Silica、硅基板、多個(gè)打印配件和成功打印的詳細(xì)處理說明。指導(dǎo)性說明書包含有關(guān)打印作業(yè)準(zhǔn)備建議和注意事項(xiàng)、解決方案，以及大型功能打印參數(shù)預(yù)設(shè)和有關(guān)熱后處理的詳細(xì)信息。據(jù)稱Glass Printing Explorer Set的高精度增材制造玻璃微結(jié)構(gòu)具有與其他市售熔融石英相同的材料特性。

3D微加工的新材料

新型光樹脂GP-Silica為雙光子聚合的3D微加工建立了新的材料類別，材料由室溫成型玻璃專家Glassomer GmbH合作開發(fā)。是一種利用無機(jī)打印材料（二氧化硅納米粒子）分散在光固化​​粘合劑基質(zhì)中的復(fù)合材料，具有二氧化硅玻璃的突出特性，如機(jī)械、熱和化學(xué)穩(wěn)定性高，這使具有光滑光學(xué)表面的玻璃微結(jié)構(gòu)3D打印成為可能。由于光學(xué)傳輸窗口從紫外區(qū)延伸到紅外區(qū)，這種新材料也適用于生命科學(xué)、微流體、微反應(yīng)器或微光學(xué)領(lǐng)域的成像應(yīng)用。

△Photonic Professional GT2

3D微加工工藝：3D打印+玻璃加工

新型光樹脂針對(duì)Nanoscribe 3D打印機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化。另外，作為玻璃制造工藝，熱處理是必要的。GP-Silica制造過程需要兩個(gè)步驟：

• 首先，利用GP-Silica進(jìn)行2PP高精度微結(jié)構(gòu)打印，未聚合的材料被沖走，形成所謂的綠色部件。
• 第二步，對(duì)生坯進(jìn)行熱處理（由均勻懸浮在聚合物粘合劑基質(zhì)中的二氧化硅納米顆粒組成）。首先在600°C下去除聚合的粘合劑基質(zhì)，然后在1300 °C下進(jìn)行燒結(jié)過程。在此步驟中，隨著二氧化硅納米粒子融合，零件體積縮小，顯示出純?nèi)廴谑�英玻璃�?D微觀結(jié)構(gòu)。
  

△GP-Silica燒結(jié)工藝圖

參考閱讀：

1. Explore more: The new Glass Printing Explorer Set for 3Dprinting glass microstructures
2. New Glass Printing Explorer Set