마이크로 나노 3D 프린팅 시스템마이크로미터 내지 나노미터 척도에서 고정밀 3차원 구조 제조를 실현할 수 있는 선진 증재 제조 설비로 마이크로전자, 광자학, 생물의학, 마이크로컴퓨터 시스템 (MEMS), 초재료 및 나노부품 등 최전방 과학 연구와 고d 제조 분야에 광범위하게 응용된다.이 시스템은 복잡한 구조, 작은 크기 및 재료 다양성에 대한 전통적인 가공 기술의 한계를 돌파하고"아래로부터"정밀 제조를 달성했습니다.

일반적으로 고안정성 광학 플랫폼, 정밀 운동 제어 시스템 (예: 압전 세라믹 변위대), 레이저 광원, 실시간 영상 모니터링 모듈 및 전용 제어 소프트웨어로 구성된다.사용자는 CAD 모델 가져오기를 통해 슬라이스 처리 후 시스템을 구동하여 마이크로 렌즈 어레이, 시뮬레이션 스탠드, 마이크로 흐름 제어 칩, 광자 결정 및 마이크로 로봇 등과 같은 복잡한 3D 마이크로 구조를 점 또는 층별로 구축할 수 있습니다.

　　마이크로 나노 3D 프린팅 시스템사용 방법:

1. 디지털 모델링: 개념에서 3차원 데이터까지

설계 소프트웨어 선택:

CAD 소프트웨어(예: SolidWorks, Fusion 360) 또는 3D 스캐너를 사용하여 디지털 모델을 가져옵니다.모형의 수밀성 (허점이 없음) 을 확보하고 구조가 합리적이어야 하며 공중에 떠 있는 부분이 너무 많아 인쇄에 실패하지 않도록 해야 한다.

예: 마이크로 흐름 제어 칩을 설계할 때는 생체 실험 요구 사항에 맞게 러너 너비 (예: 50 μm) 와 간격 (예: 50 μm) 을 정확하게 제어해야 합니다.

파일 형식 변환:

슬라이스 소프트웨어에서 쉽게 처리할 수 있도록 모델을 STL, OBJ와 같은 일반 형식으로 내보냅니다.고정밀 인쇄가 필요한 경우 특정 소프트웨어에서 생성된 이진 STL과 같은 마이크로미터급 정밀도를 지원하는 형식을 선택할 수 있습니다.

2. 슬라이스 처리: 3차원을 2차원으로 분해한다

소프트웨어 매개 변수 설정:

Cura, PrusaSlicer, 대시보드와 같은 특수 슬라이스 소프트웨어를 사용하여 Z축을 따라 모델을 수백 ~ 수만 개의 2D 단면으로 분리합니다.

두께: PμSL 기술에서 두께가 5μm로 낮을 수 있는 것과 같은 각 층의 높이를 제어하여 인쇄 정밀도와 속도에 직접적인 영향을 미칩니다.

채우기 밀도: 필요에 따라 조정합니다 (예: 10~20% 는 일반 구조, 100% 는 솔리드 부품).

지지구조: 공중에 떠 있는 부분에 대한 지지가 자동으로 생성됩니다(예를 들어 마이크로 메탈 3D 프린팅에서 90 ° 현수구조는 지지할 필요가 없지만 복잡한 모델은 여전히 보조 지지대를 설계해야 함).

GCode 파일 생성:

슬라이스 소프트웨어는 매개변수를 인쇄 경로, 재료 매개변수와 같은 중요한 정보를 포함하여 장치에서 실행할 수 있는 명령 코드(GCode)로 변환합니다.

예: P μSL 기술에서 GCode는 DMD 칩의 노출 시퀀스와 프로젝션 렌즈의 줌 비율을 정확하게 제어해야 합니다.

3. 인쇄 준비: 환경과 재료 조절

장치 교정:

핫 베드 플랫 조정: A4 용지를 사용하여 노즐과 플랫폼의 간격을 테스트하여 인쇄 첫 번째 층이 단단히 부착되도록 보장합니다 (예: FDM 기술의 노즐 높이는 0.1mm 수준까지 정확해야 함).

광로 보정: P μSL 또는 TPP 장비의 경우 레이저 초점 위치 또는 DMD 칩 정렬을 조정하여 반점 오프셋으로 인한 구조적 오류를 방지해야 합니다.

재료 로드:

광민수지: 수지홈에 부어 액면이 평평해야 한다(PμSL 기술에서 액면 파동은 ±10μm 이내로 통제해야 한다).

금속 분말/선재: SLM 또는 FDM 장비의 경우 PLA가 220 ℃이고 금속 분말은 더 높은 온도와 같은 재료 용해점까지 노즐을 예열해야 합니다.

예: CERES 마이크로 나노 메탈 3D 프린팅 시스템은 마이크로 유체 압력 컨트롤러를 통해 <1mbar 정밀도로 금속 이온 용액의 밀어내기 압력을 조절합니다.

4. 인쇄 실행: 층별로 마이크로나 세계 구축

인쇄를 시작하려면 다음과 같이 하십시오.

GCode 파일을 장치로 가져오고 인쇄 버튼을 클릭합니다.장치는 슬라이스 데이터에 따라 재료를 층층이 쌓습니다.

P μSL 기술: LED는 자외선을 발사하고 DMD 칩을 통해 동적 마스크를 생성하며 액체 수지의 고화 성형을 노출한다.

TPP 기술: 초속 레이저는 광민감 재료 내부에 초점을 맞추고 이중 광자 흡수를 통해 국부 중합을 유발하여 나노급 정밀도 (예를 들어 5μm 특징 크기 구조 인쇄) 를 실현한다.

FDM 기술: 열 용융 노즐은 경로에 따라 용융 재료를 짜내고 냉각 후 고화 (빠른 프로토타입 제작에 적합하지만 정밀도는 낮음).

프로세스 모니터링:

실시간 피드백: 일부 장치는 카메라 또는 센서를 갖추고 인쇄 상태 (예: 두께 편차, 재료 잔여량) 를 모니터링합니다.

오류 경고: 지지 구조가 작동하지 않거나 재료가 부족한 것을 감지하면 자동으로 일시 중지하고 사용자에게 개입을 프롬프트합니다.

5. 후처리: 인쇄물에서 기능부품으로

청소:

광경화 모델: PμSL로 인쇄된 마이크로 흐름 제어 칩과 같이 고정되지 않은 수지를 알코올로 씻어내십시오.

금속 부품: 초음파 세척은 지지 구조나 분말 잔류를 제거합니다 (예를 들어 SLM으로 인쇄된 금속 부품은 산세척으로 둔화해야 함).

경화 / 소결:

광경화수지: 자외선등 2차 조사로 경도를 강화한다(예를 들어 DLP로 인쇄된 투명부품은 후경화로 황변을 줄여야 한다).

금속 분말: 고온 소결로 밀도를 높입니다 (예: SLM에서 인쇄 된 티타늄 합금 부품은 1200 ℃ 이상의 열처리가 필요).

표면 처리:

다듬어진 광택: PLA 모델은 광택액을 담가 표면 품질을 향상시킬 수 있는 것과 같이 샌드페이퍼나 전기 공구로 층무늬를 제거합니다.

색칠/도금: 아크릴 안료 또는 화학 도금층 (예: 미나 구조는 전도성을 강화하기 위해 도금해야 함) 을 도금합니다.