新型納米3D打印材料可承受 300°C 高溫

魔猴君  行業(yè)資訊   784天前

近日，據(jù)魔猴網(wǎng)了解，奧地利公司UpNano和Cubicure合作推出了一種熱變形溫度(HDT) 高達(dá) 300 ° C 的雙光子聚合 (2PP) 材料。這種高 HDT 材料被稱為 UpThermo，有望為納米3D打印電子元件開辟道路。

熱變形溫度 (HDT)

熱變形溫度 (HDT) 或熱變形溫度是衡量聚合物在高溫和給定載荷下抗變化的能力。它也被稱為“負(fù)載下的變形溫度”（DTUL）或“負(fù)載下的熱變形溫度（HDTUL）”。

與任何機(jī)加工零件一樣，在設(shè)計(jì)階段，機(jī)械師必須了解材料對(duì)加工時(shí)產(chǎn)生的熱量有何反應(yīng)。工具與材料接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，而塑料有隨熱移動(dòng)的趨勢(shì)。

●為了獲得具有正確尺寸和公差的成品，了解給定聚合物的熱變形溫度非常重要。

●HDT 表示可用于比較不同材料的值

●它應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程和使用熱塑性部件的產(chǎn)品制造

●更高的 HDT 溫度意味著注塑成型工藝中的成型工藝更快

Cubicure

●熱光刻技術(shù)

UpThermo 是使用 Cubicure 的用于粘性樹脂材料的熱光刻技術(shù)制成的，Cubicure 首席執(zhí)行官 Robert Gmeiner 博士對(duì)此表示：“熱光刻技術(shù)開辟了更廣闊的工藝窗口——也適用于光聚合微型 3D 打印。借助我們的技術(shù)，可以根據(jù)應(yīng)用目的定制聚合物，還可以生產(chǎn)耐高溫部件。這是我們與 UpNano 合作的基礎(chǔ)。”

熱光刻技術(shù)的核心在于專門開發(fā)的加熱和涂層機(jī)制。這種機(jī)制能夠在高達(dá) 120 °C 的工作溫度下以最高精度安全地處理高粘度樹脂和漿料。升高的溫度不僅會(huì)影響樹脂的粘度，還會(huì)影響其穩(wěn)定性和反應(yīng)性。因此，需要精確的工藝處理和控制以避免意外聚合，從而避免材料降解。因此，可以精確控制所有過(guò)程元件的溫度?？梢哉f(shuō)，該工藝定義了形狀和材料?；诟倪M(jìn)的工藝，可以打印更廣泛的幾何形狀和光敏聚合物。具體來(lái)說(shuō)，這種熱光刻最大的挑戰(zhàn)是在打印過(guò)程中加熱涂覆的薄層原材料。在任何情況下，都必須避免溫度峰值和局部過(guò)熱。

●高粘度樹脂

Cubicure 的目標(biāo)是增材制造具有出色沖擊強(qiáng)度和熱變形溫度的聚合物零件，同時(shí)具有盡可能高的表面質(zhì)量。Cubicure主要開發(fā)一種特殊的 3D 打印技術(shù)，該技術(shù)適用于處理高粘度材料。

Cubicure 開發(fā)的高性能光敏聚合物是高粘度甚至是固體物質(zhì)，迄今為止在任何商業(yè)立體光刻生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)都無(wú)法加工。由于流體粘度對(duì)溫度有很強(qiáng)的依賴性，因此實(shí)施了加熱的 3D 打印過(guò)程。但是，這個(gè)過(guò)程還需要防止樹脂的意外過(guò)熱和熱誘導(dǎo)聚合。關(guān)于 Cubicure 3D 打印機(jī)處理技術(shù)，SLA 機(jī)器中已知的曝光過(guò)程與特殊的、新開發(fā)的、可加熱的涂層系統(tǒng)相結(jié)合。正是有了熱光刻技術(shù)，樹脂的分子量、功能和化學(xué)性質(zhì)可以定制。

UpNano提供的系統(tǒng)允許用戶3D打印具有170納米和高達(dá)厘米尺寸細(xì)節(jié)的微小結(jié)構(gòu)。通過(guò)將超小特征與相對(duì)較大的部件相結(jié)合，該公司將納米級(jí)特性帶入了宏觀世界。UpNano已經(jīng)提供適用于光學(xué)和生物打印的材料，此次這種用于2PP的新型化學(xué)物質(zhì)為電子和電氣元件、微型模具、光學(xué)部件等開辟了可能性。此次合作將使兩家公司能夠合作實(shí)現(xiàn)共贏。

在這次合作中，還看到了不同工程學(xué)科的融合。長(zhǎng)期以來(lái)，工程和制造的不同領(lǐng)域是孤島，彼此相對(duì)孤立。即使在復(fù)雜的車輛和其他系統(tǒng)上，電子和機(jī)械工程也是嚴(yán)格分離的學(xué)科，總是獨(dú)立研究，然后被集成到組件和最終零件中，公司很少真正聯(lián)合執(zhí)行這些活動(dòng)。

3D打印支持多學(xué)科團(tuán)隊(duì)

通過(guò)增材制造 (AM)，可以見證集成工程和開發(fā)團(tuán)隊(duì)的出現(xiàn)，這些團(tuán)隊(duì)同時(shí)在許多領(lǐng)域和技能上進(jìn)行合作。因?yàn)?/span>3D打印可以改變部件以散熱、流體和通道電導(dǎo)管，同時(shí)充當(dāng)外殼，所以這種集成是有利的。

當(dāng)然，我們?cè)谄渌I(lǐng)域看到了更多的集成工程和其他系統(tǒng)，大家可以想想生物力學(xué)工程師或其他制造仿生設(shè)備的人。然而，還需要更深層次的整合。正如身體中使用的光學(xué)和生物力學(xué)系統(tǒng)所證明的那樣，生物打印部件可以很容易地通過(guò)聚合物進(jìn)行電力驅(qū)動(dòng)或增強(qiáng)。新的藥物支架、可吸收植入物的類型，以及體內(nèi)的其他新型裝置，電光方面的突破也可以加強(qiáng)該領(lǐng)域的更多設(shè)備。

2PP 是一種通用技術(shù)，可以使用單一機(jī)器和單一技術(shù)制造所有必需的系統(tǒng)和部件，無(wú)論是柔性軟機(jī)器人、3D打印電路、電池還是傳感器。我們可以看到的是一種真正革命性的集成設(shè)計(jì)和制造方法，它將電子學(xué)、生物學(xué)、力學(xué)和光學(xué)技術(shù)融合到集成系統(tǒng)中。納米打印及其他領(lǐng)域的此類發(fā)展可能會(huì)導(dǎo)致醫(yī)學(xué)、物理學(xué)、工程學(xué)、材料科學(xué)、光刻、電子學(xué)等領(lǐng)域的進(jìn)一步突破。

UpNano 位于這些多個(gè)領(lǐng)域的交叉點(diǎn)，由于能夠生產(chǎn)機(jī)械、電氣和生物部件，該公司很可能成為有望迎來(lái)真正制造業(yè)革命的公司之一。

來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)