摩方精密(mi)創(chuang)新解(jie)決(jue)高(gao)精度(du)3D打(da)印(yin)的(de)技術難點

3D 打(da)印(yin)，又(you)稱(cheng)增(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)（AdditiveManufacturing，AM），是(shi)對於(yu)傳(chuan)統工(gong)業生產(chan)的(de)壹種(zhong)變革(ge)性制(zhi)造(zao)方法(fa)。傳(chuan)統的(de)減材(cai)制(zhi)造(zao)工(gong)藝是(shi)指利(li)用(yong)已(yi)有的(de)幾何(he)模型(xing)工(gong)件，用(yong)工(gong)具將(jiang)材(cai)料(liao)逐(zhu)步(bu)切削、打(da)磨(mo)、雕刻(ke)，最終成(cheng)為所需(xu)的(de)零(ling)件。而 3D打(da)印(yin)恰恰相反(fan)，借(jie)助於(yu)3D 打(da)印(yin)設(she)備，對(dui)數字(zi)三(san)維模型(xing)進(jin)行(xing)分層(ceng)處(chu)理，將(jiang)金屬粉末(mo)、熱(re)塑(su)性材(cai)料(liao)、樹(shu)脂(zhi)等(deng)特殊材(cai)料(liao)壹(yi)層(ceng)壹(yi)層(ceng)地(di)不(bu)斷(duan)堆(dui)積(ji)黏結，最終疊(die)加形(xing)成(cheng)壹個三(san)維整(zheng)體。

據(ju)前瞻(zhan)產業研究院(yuan)數(shu)據(ju)統(tong)計(ji)，3D打(da)印(yin)市(shi)場規(gui)模(mo)由(you)2012年的(de)23億美(mei)元(yuan)增加至(zhi)2018年的(de)96.8億美(mei)元(yuan)，年均(jun)復合增長(chang)率為28.4%；預計到(dao)2023年，其市場規(gui)模(mo)將(jiang)達(da)到(dao)350億美(mei)元(yuan)。

資(zi)料來源：前瞻(zhan)產業研究院(yuan)整(zheng)理

近年來，隨著3D打(da)印(yin)研(yan)發(fa)技(ji)術的(de)不(bu)斷(duan)突(tu)破(po)，3D打(da)印(yin)已(yi)經成(cheng)功(gong)應(ying)用(yong)於(yu)航(hang)空(kong)航天(tian)、醫(yi)療、建(jian)築(zhu)、汽(qi)車(che)等(deng)領域(yu)，並不(bu)斷(duan)取(qu)得突(tu)破(po)性進(jin)展(zhan)。尤其高精度(du)3D打(da)印(yin)，因其具有(you)高(gao)效率、高精度(du)的(de)顯著(zhu)特性，目(mu)前主(zhu)要(yao)應(ying)用(yong)已(yi)從前期科研(yan)、模具(ju)制(zhi)造(zao)等(deng)環節(jie)，拓(tuo)展(zhan)至非(fei)常(chang)廣泛(fan)的(de)精細復(fu)雜功(gong)能(neng)性部件(jian)小批(pi)量(liang)制(zhi)造(zao)的(de)應(ying)用(yong)領域(yu)，涉及(ji)5G通信(xin)、精密(mi)醫(yi)療、微(wei)電(dian)子(zi)、微機械、微加工(gong)、聲學等(deng)多(duo)個高(gao).端(duan)科技(ji)行(xing)業。

在實際(ji)加工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)，高(gao)精度(du)3D打(da)印(yin)存(cun)在高分辨(bian)率實現、極小公(gong)差控制(zhi)、大幅面制(zhi)作下(xia)加工(gong)速(su)度(du)的(de)保證、與精度(du)相匹(pi)配的(de)更高材(cai)料(liao)要(yao)求等(deng)諸多(duo)挑戰與困難(nan)。在推動和(he)踐(jian)行(xing)高精度(du)3D打(da)印(yin)應(ying)用(yong)方案(an)實施(shi)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，摩(mo)方材(cai)料(liao)顛(dian).覆(fu)式創(chuang)新解(jie)決(jue)了(le)高精度(du)3D打(da)印(yin)的(de)技術難點，為推(tui)動高(gao)精度(du)3D打(da)印(yin)行(xing)業的(de)發(fa)展(zhan)發(fa)揮(hui)了重要(yao)的(de)作用(yong)。

2μm打(da)印(yin)精度(du)，樹(shu)立(li)高(gao)精度(du)3D打(da)印(yin)****企(qi)業**

精度(du)越高(gao)，打(da)印(yin)交付的(de)成(cheng)品質量(liang)也(ye)就(jiu)越(yue)高(gao)，因此對於高(gao)精度(du)3D打(da)印(yin)而言，首(shou)要(yao)突(tu)破(po)的(de)技術難點是(shi)打(da)印(yin)精度(du)，即(ji)光(guang)學分辨(bian)率：投(tou)影光(guang)單個像(xiang)素點的(de)大小。深圳摩方材(cai)料(liao)采用(yong)的(de)是(shi)面投(tou)影微立(li)體(ti)光(guang)刻技術（Projection Micro Stereolithography, PμSL），是(shi)壹種(zhong)面(mian)投(tou)影光(guang)固化3D打(da)印(yin)技(ji)術，適用(yong)於(yu)制(zhi)作微尺(chi)度(du)的(de)復雜三(san)維結構，有(you)著高(gao)分辨(bian)率、高精度(du)、跨尺(chi)度(du)加工(gong)、適用(yong)材(cai)料(liao)廣(guang)、加工(gong)效率高、加工(gong)成(cheng)本低(di)等(deng)諸多(duo)特點。

摩方材(cai)料(liao)已(yi)經量(liang)產(chan)的(de)產品(pin)nanoArch 3D打(da)印(yin)系(xi)統(tong)包含(han)2μm/10μm/25μm打(da)印(yin)精度(du)，其nanoArch 130系(xi)列(lie)3D打(da)印(yin)機(ji)的(de)最高光(guang)學分辨(bian)率可達(da)2μm。在此基(ji)礎上(shang)可(ke)實現2 μm線(xian)寬(kuan)二維網格線(xian)條(tiao)和8.5 μm桿(gan)徑三(san)維點陣（如(ru)圖(tu)）。

加工(gong)公(gong)差控制(zhi)在±10-25μm，創(chuang)行(xing)業PμSL光(guang)固化3D打(da)印(yin)技(ji)術

除了能(neng)實現2μm的(de)超高(gao)打(da)印(yin)精度(du)，PμSL精密(mi)3D打(da)印(yin)技(ji)術將(jiang)公(gong)差控制(zhi)在±10-25μm，這在行(xing)業處(chu)於領.先(xian)優勢。PμSL使(shi)用(yong)高(gao)精度(du)紫外光(guang)刻投(tou)影系(xi)統(tong)，將(jiang)需(xu)要(yao)打(da)印(yin)的(de)三(san)維模型(xing)分層(ceng)投(tou)影至樹(shu)脂(zhi)液(ye)面(mian)，分層(ceng)制(zhi)造(zao)逐(zhu)層(ceng)累(lei)加快速(su)進(jin)行(xing)光(guang)固化無模具成(cheng)型(xing)，最終從數字(zi)模型(xing)直接(jie)加工(gong)得到(dao)立(li)體(ti)樣(yang)件。基(ji)於該(gai)技術原理(li)的(de)nanoArch系(xi)列(lie)3D打(da)印(yin)設(she)備，是(shi)目前行(xing)業極少能實現超(chao)高(gao)打(da)印(yin)精度(du)、高公(gong)差加工(gong)能力(li)的(de)3D打(da)印(yin)系(xi)統(tong)。

最快15分鐘完(wan)成(cheng)高精度(du)3D打(da)印(yin)，突(tu)破(po)性打(da)印(yin)速(su)度(du)或將(jiang)顛(dian).覆(fu)精密(mi)制(zhi)造(zao)

打(da)印(yin)速(su)度(du)也是(shi)高精度(du)3D打(da)印(yin)要(yao)突(tu)破(po)的(de)技術難點之(zhi)壹。PμSL 3D打(da)印(yin)技(ji)術的(de)成(cheng)型(xing)過(guo)程(cheng)如(ru)下(xia)：首(shou)先使用(yong)建(jian)模(mo)軟(ruan)件構建(jian)出(chu)三(san)維結構模(mo)型(xing)；接(jie)著使(shi)用(yong)切(qie)片軟件(jian)對(dui)三(san)維模型(xing)以壹(yi)定大小的(de)層(ceng)厚進(jin)行(xing)切片處(chu)理，得到(dao)壹(yi)系(xi)列(lie)具有特定(ding)圖案的(de)二維圖片；然後(hou)采用(yong)PμSL 3D打(da)印(yin)系(xi)統(tong)對切片後的(de)每壹(yi)層(ceng)圖(tu)案進行(xing)整(zheng)面投(tou)影曝光(guang)；反(fan)復(fu)重復上(shang)壹(yi)步(bu)驟並層(ceng)層(ceng)堆(dui)疊(die)最終成(cheng)型(xing)出(chu)所需(xu)的(de)三(san)維結構。此(ci)外，打(da)印(yin)系(xi)統(tong)還(hai)可(ke)通過(guo)打(da)印(yin)平(ping)臺(tai)的(de)移動，進(jin)行(xing)大尺(chi)寸樣(yang)件的(de)拼接(jie)打(da)印(yin)，實現高(gao)精度(du)、大幅面、跨(kua)尺(chi)度(du)加工(gong)。

在打(da)印(yin)速(su)度(du)上(shang)，摩(mo)方材(cai)料(liao)能(neng)實現最快15分鐘打(da)印(yin)驗(yan)證（仿(fang)生槐(huai)葉萍(ping)模(mo)型(xing)：整(zheng)體大小2 mm (L) × 2mm (W) × 70 μm (H)，最小特征尺(chi)寸5μm）。即(ji)將(jiang)推出(chu)的(de)新品S240 3D打(da)印(yin)系(xi)統(tong)，其打(da)印(yin)速(su)度(du)更是(shi)在原有(you)3D打(da)印(yin)系(xi)統(tong)基(ji)礎上(shang)創(chuang)造(zao)性的(de)提升(sheng)7倍，可(ke)以極大的(de)滿足(zu)研發(fa)階(jie)段(duan)的(de)快速(su)低(di)成(cheng)本驗(yan)證、工(gong)程階(jie)段(duan)的(de)小批(pi)量(liang)加工(gong)、量產階(jie)段(duan)的(de)精細產(chan)品(pin)批(pi)量(liang)加工(gong)需(xu)求(qiu)。摩方材(cai)料(liao)突(tu)破(po)性打(da)印(yin)速(su)度(du)為精密(mi)制(zhi)造(zao)業的(de)發(fa)展(zhan)帶來新的(de)機遇(yu)和挑戰。

目(mu)前，深圳摩方材(cai)料(liao)PμSL 3D打(da)印(yin)系(xi)統(tong)因其高效率、高精度(du)、公(gong)差控制(zhi)能力(li)強等(deng)加工(gong)方面(mian)的(de)突(tu)出(chu)優勢，已(yi)被工(gong)業界和學術界廣泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)復(fu)雜三(san)維微結(jie)構加工(gong)。作為高精密(mi)增(zeng)材(cai)制(zhi)造(zao)領域(yu)的(de)**企(qi)業，摩方材(cai)料(liao)已(yi)和眾(zhong)多知(zhi)名(ming)企(qi)業開展(zhan)業務合作，包括3M、GE醫(yi)療、美(mei)國強生、日本電裝(zhuang)、安費諾、泰科電(dian)子等(deng)。其nanoArch系(xi)列(lie)高精密(mi)3D打(da)印(yin)系(xi)統(tong)也已(yi)被清(qing)華(hua)大學、北京大學、浙(zhe)江(jiang)大學、北航(hang)、中(zhong)石油、中科院(yuan)、英國諾丁漢、德(de)國德(de)累(lei)斯(si)頓(dun)理(li)工(gong)、新加坡南(nan)洋(yang)理工(gong)等(deng)眾(zhong)多高校(xiao)和(he)科研(yan)機構所使(shi)用(yong)。