微纳金属3D打印技术应用:AFM测试探针材质是什么金属

原标题:金属三维微结构制造与測试研究获系列进展

器件小型化是现代工业和高技术产业未来发展的趋势之一作为近30来全球先进制造领域的一项新型数字化成型制造技術,增材制造(3D 打印)在快速成型、精确定位、直接构筑传统加工技术无法实现的高深宽比复杂三维结构等方面的优势远远领先于现有嘚微器件加工技术。但商业化增材制造设备在打印精度(0.1 mm 量级)和特征尺度(高深宽比)方面尚无法用于微纳器件的直接制造因此,开发具有高精度、高效率和多材质的 3D 微纳打印技术将会是未来增材制造的主要发展方向

针对高深宽比复杂三维微结构在器件小型化和微系统技术中嘚重大需求,中国科学院宁波材料技术与工程研究所增材制造研发团队自2013年起致力于“直写式” 3D 微打印技术的开发经过多年发展,已经研制出集电化学沉积、材料挤出和定点腐蚀技术于一体的多材料三维微纳打印系统该系统成型精度达±50 nm ,成型速度达0.112 μm3·s?1 表面精度達 Ra ± 2 nm ,能够实现金属、高分子、陶瓷等多种材料的三维微结构加工

微纳尺度三维结构的核心性能取决于材料性能与结构性能两方面。因此微纳结构的性能测试一直是业界研究热点。当前微纳结构性能测试的主流方法主要采用原子力显微(AFM)技术。但由于设备昂贵难以大規模普及。对此研发团队采用微尺度力学方法,开发了测量材料杨式模量的静态法和测量微结构柔性的动态测量法并将其应用于微米呎度微结构性能表征。

此外研发团队通过测试发现,3D 微打印制备的三维微结构由铜纳米晶组成其杨氏模量和导电性能均优于传统工艺,分别达到122.6 Gpa 和2785 S·cm?1 接近块体铜的性质;铜螺旋线的柔性可达到0.5989 × 10?14 N·m2 以下。基于其优良性能研究人员正在开发基于多种三维微结构的微机电执行器和光位移生物传感器。

以上研究得到了国家自然科学基金委和宁波市科技局的资助

不同基底上的纯铜微米线阵列

微结构力學性能测试方法及实例

来源:中国科学院宁波材料技术与工程研究所

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原标题:【行业动态】微结构比頭发丝还细!微纳米3D打印机进入中国市场

微纳米尺度的3D打印机有没有见过它可以轻松打印出超小尺寸,尺寸比人的头发丝还细模型小箌人肉眼都无法分辨。

△微纳3D打印的螺旋结构比头发丝还细

瑞士 Cytosurge AG 公司所开发的微纳米3D打印机「FluidFM μ3Dprinter」被引入中国市场。该款3D打印机可打印絀纳米和微米等级的 3D 金属和聚合物结构

其技术源自于原子力显微镜(AFM),通过精准控制的平台并结合可输送纳米等级材料的封闭微型通道来淛作成型 3D 或 2.5D 结构藉由不同的 iontip 方案模块喷头,将能应用于生物物理学、生命科学与微机电、半导体等3D 打印领域的研发验证协助提供微结構研究的解决方案.可望引领国内半导体及医药生物技术的研发应用迈向新的一页。

△FluidFM μ3Dprinter用于纳米光刻、崎岖表面打印、纳米和微米等级嘚3D金属和聚合物结构打印

微流体与原子力显微镜的独特组合可创造出形体更复杂、纯度更高的金属物体。光学原子力反馈机构可进行即時的过程控制FluidFM离子探头注射口的最小口径可小于人类头发直径1/500。在这个注射口径尺寸下最低流速可达每秒数飞升,是目前最先进流量探测器的探测限值1/1,000,000FluidFM技术使微纳米级复杂金属物体的制造成为可能。

其技术参数看起来更是令人惊叹:

? 打印注射量:飞升级

如此独特的技术主要用于:

? 3D 打印:FluidFM 微纳米3D打印机可直接打印微纳米级的复杂金属物体。

? 多种金属打印:铜、银、金、铂目前正在研究30多种金屬(镍、铬、镉、铁、铟、锌等)的电化学增材制造技术。

? 纳米光刻技术:可打印纳米级的向量以及复杂2D结构可配置各种液体及纳米粒子,精度达飞升、纳米级

? 表面修复:可进行高精度的表面修复与改造,可运用多种材料打印且结构精确。

(来自:南极熊3D打印网)

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