在增材制造与微制造的交叉点上出现了一种新技术。它为制造商打开了利用AM固有优势的可能性,同时实现微米级精度超过5 × 5 × 10厘米的构建信封。
Jon Donner, Nanofabrica首席执行官
目前全球制造业有两大趋势。首先是小型化的趋势,这要求零部件具有高精度微米和亚微米级分辨率。另一个趋势是被称为工业4.0的数字化制造。增材制造(AM)是一项关键的使能技术,以迎合更短的产品生命周期,并允许大规模定制。
与传统制造工艺相比,AM的低启动成本解释了为什么世界各地越来越多的蓝筹公司采用它作为制造技术。
现在,一项新的技术存在于AM和微制造的交叉点,为制造商提供了利用AM固有优势的可能性,同时在5 × 5 × 10厘米的封装范围内实现微米级精度。
定期被认为是对传统制造工艺的破坏性的,添加剂制造(AM)或3D打印(3DP)的学科。实际上,存在各种垂直部门的AM生产应用,这些垂直部门支持这种位置优化的部件和部分,这些部件是不可能或不经济的,可以使用更好地使用AM技术的传统方法来生产。以这种方式,我是破坏性的,促进许多行业的创新。
对于整个汽车,航空航天,医疗(和其他市场)的一些OEM,我已经成为了成熟的生产过程,包括一些大规模制造业的实例。然而,通过作为生产技术的采用进入的一些障碍仍然存在,其中关键是对高初始资本投资和昂贵的持续运行成本的要求;可消耗成本(特别是精制材料);不一致的材料属性,这是关键组件的重要禁止;广泛的预先和后处理要求(和成本);并且,通常,未能理解何时以及如何应用AM以最大限度地提高其益处。
ABS中的菱形晶格,一种形状,仅可以使用添加剂制造制造,并且使用CNC加工或注射成型不可能制造。该结构具有超高表面积,因此在散热器中可用。零件尺寸为0.3 x 0.3 x 1 mm3,打印时间45分钟,并打印3层3微米。
最终的原因是今天很多关注的重点。我已经从原型技术转变为真正的生产技术,但许多人缺乏关于真正在am平台上产生的内容的洞察力,以及在成本,复杂性和复杂性方面增加了显着优势的过程的固有特征制造的及时性。
添加剂平台的制造商意识到了这些应用障碍,因为许多(主要是在系统频谱的高端)已经精炼和开发了他们各自的过程,通过添加价值主张的前,中和后处理,专门用于生产应用。相应的术语已经出现,并且在AM营销活动和关于AM生产应用的深入对话中越来越多地使用,这就是“端到端制造解决方案”。
此外,AM部门的严肃球员正在寻求缺少缺席的利基,或者确实在某些情况下完全没有服务。一个例子是微型制造领域,直到最近没有可用于达到所需的分辨率的可行性技术。
从跨行业的角度来看,跨越小型化的转变,许多应用要求极其严格的微米和微米精度在宏观和微零件上的精确度,AM平台有巨大的潜力,可以为这一趋势提供服务。一系列传统生产平台已经开发为满足这种需求,但直到最近,我在储存水平上单独生产这种精度的能力 - 这一直是不可能的。
一个专为微/纳米制造的AM平台
Nanofabrica成立于2016年,最近为该领域开发了微米级分辨率的AM平台。该公司生产了一种技术解决方案,为需要微米和亚微米分辨率和表面光洁度的制造商提供端到端解决方案。
迄今为止,关键是平台开发人员很难获得分辨率下50微米,和一些公司努力提供一个微制造我的解决方案是昂贵的机器成本和每一部分成本,或缓慢,只能打印部分的大小受到限制。
成功的AM平台开发人员需要将技术进步集中在创新领域,以及迄今为止无法使用AM的产品和组件的制造。在这里Nanofabrica已经确定了一系列应用程序哪里有蓬勃发展的市场需求,目前在市场的唯一途径是通过不成比例的昂贵或限制性的传统制造技术,以及使用我可以打开在设计和功能方面显著的进步。
这些应用领域包括光学、半导体、微电子、MEMS、微流体和生命科学。产品包括用于微电子学、微弹簧、微执行器和微传感器的套管,以及许多医疗应用,如微阀门、微注射器和微植入或外科设备。
微流体是一个很好的例子,说明真正的微调幅技术如何能够胜过传统的制造工艺。微流体通道用于移动难以置信的小体积液体,其中许多包含功能部件,如过滤器和泵。传统的微制造工艺,如微成型,极大地限制了微流体通道的设计自由,几乎不可能使用这些工艺制造功能子结构。
该过程如何运作
Nanofabrica技术的首次突破以工业制造所需的成本实现了高精度。AM过程是基于数字光处理器(DLP)引擎。但为了实现可重复微米级的分辨率,它结合了DLP和自适应光学的使用。该工具与传感器阵列相结合,可以实现闭环反馈。
这是一种用PP制成的微型蜂窝结构,壁厚为20微米,高度为几毫米。该部件是为一家专门生产微型电池的公司制造的。超高的表面面积用于增加电池存储与最小的足迹。零件尺寸1.6 x 1.8 x 2.3 mm3,打印时间80分钟,打印层2微米。
Nanofabrica通过软件实现了精确度,解决方案更简单、更可靠、更便宜。自适应光学已经应用于其他技术领域,但这是它们首次应用于AM技术。
该技术可以在厘米尺寸的零件上实现微米分辨率。已经组合了许多技术。具体地,开发人员已经采取了自适应光学器件,并在半导体行业中使用了技术和专业技术(其中在半导体行业中使用的技术和专业技术(如果在多厘米的情况下,通过在半导体的交叉点工作,可以使用微米和亚微米分辨率。)我,开发人员能够建立具有复杂的微细节的大型“宏”零件。It can also do this at speed by introducing a multi resolution strategy, meaning that the parts where fine details are required are printed relatively slowly, but in the areas where the details aren’t so exacting, the part is printed at a speeds 10 to 100 times faster. This makes the entire printing speed anything from 5 to 100 times faster than other micro AM platforms.
对于需要小部件的原始设备制造商来说,一次生产可以打印数千个部件,使其成为微型产品或组件制造商的大规模制造技术。
通过使用硬件(可在速度和分辨率之间进行权衡)和软件算法(通过定义零件和打印路径并将其划分为低分辨率和高分辨率区域,然后将其输入打印机路径和机器参数),可以实现多分辨率功能。当然,不仅有两种分辨率,还有一系列分辨率,可以在保持整个零件满意结果的同时优化速度。
最后的算法家族集中在文件准备,优化参数,如打印角度建立板,支持等,确保精确,优化,可靠的打印过程。
该材料是专利材料,但基于最常用的工业聚合物,使制造的部件具有高分辨率。
这对制造商的意思是什么
微空间的增材制造有几个优点。AM不需要设置成本。传统制造过程所需的工具可能对上市时间有负面影响。它也可能是不经济的小型或中型生产运行。对于AM技术来说,中小规模的运行是具有成本效益的,事实上,公平地说,今天是该技术的最佳运行点。
此外,AM允许大规模定制、个性化,以及使用同一制造平台进行原型、小批量和大规模制造的能力,这为微型制造商提供了多种可能性。
Nanofabrica
www.nano-fabrica.com
乔恩唐纳获得了他的博士在纳米光学在西班牙巴塞罗那ICFO的Romain Quidant电浆学小组。在他博士他在特拉维夫大学(TAU)获得了物理学和电气工程双学位,并在一所大学工作电子光学实验室。
提交:3D打印•增材制造•立体光刻









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