醫(yī)療器械品類微型零件制造的未來嗎?
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- 發(fā)布時間:2024-10-05 19:42
從生命科學到電子等各個行業(yè),創(chuàng)新通常都需要超高分辨率和精密部件——尤其是當創(chuàng)新被微型化驅動時。隨著產品和技術的小型化,作為整體的零件的復雜性也在不斷增加。許多工程師和產品設計師正在轉向3D打印來制造這些高精度的小型零件。與傳統(tǒng)成型工藝相比,增材制造最近被證明是一種有效的選擇。
微型3D打印用于制造醫(yī)療設備、光學、光子學、微流體和消費包裝商品的高精度微型部件。其中許多部件已成為個性化醫(yī)療設備的支柱。它們還廣泛應用于航空航天和汽車領域。
BOSTON MICRO FABRICATION(BMF)全球運營首席執(zhí)行官 John Kawola表示,多年來,制作原型模具是微型部件的唯一解決方案,但這種方法既耗時又昂貴。如今,許多行業(yè)和應用都使用增材制造作為按需原型設計和生產的經濟實惠的選擇,而且也使工程師能夠突破創(chuàng)新的界限。
“在BMF,我們的客戶通常需要的精度水平是機械加工或成型等傳統(tǒng)制造方法根本無法實現(xiàn)的。BMF的投影微立體光刻(PμSL)技術可以讓客戶始終如一地實現(xiàn)高精度、高分辨率和高準確度的超小型特征。我們還開始開發(fā)終端應用,我們的技術特別適合解決行業(yè)難題。例如,如果沒有微型3D打印,就不可能制作出UltraThineer貼面(世界上最薄的美容牙科貼面)。”
高精度不僅僅對微型部件很重要。隨著產品設計繼續(xù)成為創(chuàng)新的驅動力,無論部件尺寸如何,對高精度和準確部件的需求仍然存在。“雖然BMF 通常與微型打印有關,這是我們業(yè)務的核心,但我們也可以打印更大的部件。我們構建了 microArch S350平臺,專門滿足市場需求,即需要高精度和精確度,但不需要我們其他系統(tǒng)的超高分辨率。這是一個25μm平臺,可以使用工程級材料以更快的速度進行打印,使那些可能不需要超高分辨率但對準確性和精確度很看重的制造商能夠使用。”
在BMF 之前,除了微注塑等傳統(tǒng)制造方法外,沒有其他方法可以制作具有復雜幾何形狀和小特征的微型部件原型。許多公司發(fā)現(xiàn),部件越小,使用傳統(tǒng)方法制造就越困難,成本也越高。BMF的PμSL技術利用輕便、可定制的光學元件、高質量的運動平臺和受控的加工技術,為產品開發(fā)、研究和工業(yè)小批量生產提供業(yè)內最準確、最精確的高分辨率3D 打印件。
各個行業(yè),從原型設計到生產的不同產品開發(fā)階段,對具有尺寸精度和精密度的微精密零件有著很大的需求。
3D打印能否獲得高分辨率、準確度和精度取決于多種因素。這些因素包括光學分辨率、機器中機械系統(tǒng)的精度、曝光控制和由此產生的固化、部件與所需支撐結構之間的相互作用,以及最后,部件的整體尺寸和控制整個構建過程中公差的能力。
“我們的每臺打印機都具有有助于分步重復過程的功能,該過程允許使用高分辨率和受控加工技術制造高精度物體。整個microArch系列還包括可定制的高分辨率光學系統(tǒng)和移動平臺、實時圖像監(jiān)控、自動對焦和曝光補償,以及具有簡化界面和客戶參數設置的操作軟件。microArch 3D打印系統(tǒng)能夠實現(xiàn)超高分辨率、大面積打印,用于工業(yè)原型設計和短期生產。”
BMF 的3D 打印機采用PμSL 技術,這是一種立體光刻(SLA) 技術,結合了DLP® 光引擎、精密光學元件、運動控制和先進軟件。SLA使用光化學工藝分層生產零件。感光液體樹脂暴露在光線下,從而發(fā)生聚合物交聯(lián)和固化。借助PμSL技術,一束紫外線(UV)光可使整層樹脂快速光聚合。
PμSL工藝是自上而下的。自上而下的方案不僅最大限度地減少了所需的支撐結構數量,而且還提供了一種減少對小特征的損壞和使用刮刀在透明膜上刮除氣泡的方法。無需支撐即可將底面固定到打印表面,并且由于通常重量較輕的部件和樹脂浮力的相互作用,因此懸垂部分所需的支撐有限。BMF的PμSL系統(tǒng)可以實現(xiàn)低至2μm的XY分辨率、10μm的最小特征尺寸和+/-10μm的尺寸公差,該技術支持連續(xù)曝光以實現(xiàn)更快的處理速度。
