摩方精密：微型立体光刻 (PµSL)分辨率可到2微米！

导读：增材制造常被用于制造体积小或几何复杂性高的零件，这些零件通常很昂贵或难以使用传统技术制造。自 2016 年成立以来，Boston Micro Fabrication(BMF) 一直在满足另一种市场需求——小型高精度零件。那么，BMF的技术和设备发展到什么程度了呢？具有什么优势？


Boston Micro Fabrication(BMF)——摩方精密科技有限公司
摩方精密科技有限公司(BMF，Precision Tech Inc.)成立于2016年，专注于高精密3D打印领域，是全球高精密3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商。摩方精密采用面投影微立体光刻（PμSL: Projection Micro Stereolithography）技术，该技术具有成型效率高、加工成本低等突出优势。目前，摩方精密总部位于中国重庆，在中国深圳、美国波士顿、英国伦敦、德国法兰克福、日本东京均设有分支机构，拥有来自全球33个国家1400多家合作客户。

2022年还开设了BMF 圣地亚哥研究所 (SDRI) ，是位于加利福尼亚州圣地亚哥的一个新的研发中心，专门用于开发和孵化由 BMF 的微型 3D 制造平台独特支持的最终产品创意。新中心将与 BMF 在深圳、重庆、东京和波士顿的其他工程团队和研究中心合作，从事研究和工程工作。

自 2018 年下半年交付首批系统以来，BMF 的 300 多个微型 3D 制造系统已被全球客户采用。这些系统被用于原型设计、开发、研究和生产鉴定。最接受该平台的行业领域包括电子、光学/光子学、医疗设备、微流体和生命科学等领域。BMF Institute 的启动标志着公司迈向了牙科、生物医学和生命科学行业产品化应用的一个新领域。

基于投影微型立体光刻 (PµSL) 技术
由于市场上现有技术未能充分满足增材制造市场的高价值需求，BMF 推出了Projection Micro Stereolithography 或 PµSL 平台。这些零件通常为厘米级，公差要求通常在几十微米范围内。数十家工业客户已经测试并利用这些系统进行开发，证明了此系统具有生产终端部件的潜力。BMF将改进平台并确保满足生产要求，继续努力满足这些客户的需求


PμSL 3D打印技术的成型过程，首先使用建模软件构建出三维结构模型；接着使用切片软件对三维模型以一定大小的层厚进行切片处理，得到一系列具有特定图案的二维图片；然后采用PμSL 3D打印系统对切片后的每一层图案进行整面投影曝光；反复重复上一步骤并层层堆叠最终成型出所需的三维结构。



PμSL技术采用整面曝光，其中曝光图形由DMD控制产生。因此，一般情况下，PμSL 3D打印系统的最大成型幅面取决于光学分辨率大小以及DMD像素点数量，DMD成像芯片尺寸固定，通过投影镜头只能实现固定的投影幅面。最大成型幅面与系统光学分辨率呈矛盾关系，即当提高系统光学分辨率时，其最大成型幅面相应减小。拼接技术很好地解决了这一矛盾，使得高分辨、大幅面、跨尺度打印得以实现。


△PμSL技术与其他3D打印技术的对比

Boston Micro Fabrication 是基于投影微型立体光刻 (PµSL) 技术的先进增材制造解决方案的全球领导者。全球许多领先的公司都在采用 PµSL 技术3D打印具有超高打印分辨率 (2µm~50µm) 和打印公差 (+/- 10µm ~ +/- 25µm) 的微结构。微型精密3D打印是适用于各行各业各种的极佳制造工艺，BMF能够给与零件极高的设计自由度，使其具有自由的几何形状、超高分辨率、精确度、复杂性和可重复性，其尺寸和公差与微型注塑成型零件相当。今天南极熊将重点介绍Boston Micro Fabrication 的 2μm 系列打印机，BMF还研发了10μm、25μm的打印机，供用户根据需要进行选择。



2μm 系列打印机具有以下几个优势：
●可定制的高分辨率光学系统和运动平台（分辨率低至2μm）
●分步重复过程，可同时实现高分辨率和大面积
●可控加工技术生产高精度 3D 打印物体
●实时图像监控、自动对焦和曝光补偿
●带有microArch图形界面系统和客户参数设置的操作软件


此款打印机共有两种型号，microArch® S130 和 microArch® S230 ，两者的主要区别是打印尺寸，S230为 50 x 50 x 50 mm，而S130 为 50 x 50 x 10 mm。除了光敏树脂外，microArch® S230 还可以打印陶瓷零件。总而言之，microArch 3D打印系统能够实现超高分辨率、大面积打印，用于工业原型制作和小批量生产。

应用场景


●医疗领域：3D 打印已经彻底改变了医学界治疗患者的方式，从支架到假肢再到手术规划，都可以看见3D打印的身影。添加生物相容性材料，可能性是无限的。microArch系列3D打印机能够实现2µm分辨率，是为医疗 3D 打印应用打印一次性医疗组件的完美工具。


●电子产品：电子行业受益于大量新型 3D 打印应用,随着消费者和企业希望在制造越来越小的设备的同时提高性能，电气元件和连接器的创新也在不断发展传统的制造技术有时不再适合生产，微型3D打印提供了生产这些复杂且小型的设计的新方法。



●微流体：各行各业已经开始为生产和开发应用实施微流体技术。医学和药物研究领域不断寻找通过芯片实验室和其他设备等工具模仿人体的方法。这些产品的微型 3D 打印开辟了新的能力，不仅可以创建更精确和复杂的系统，而且可以以目前无法实现的成本和速度实现。


●微型机械装置：任何通过使用小型高精度组件来扩展功能和性能的产品，如阀门、泵、传感器、扬声器、麦克风等都可以通过微型3D打印进行制造。如今，这些部件很难成型或加工，而且成本高昂。microArch 系列开辟了新的功能范围和几何自由度，这在历史上是当前增材制造平台无法企及的。




●教育/研究：创新的世界不断变大，但零件却越来越小。通过使用微型 AM 平台，学术界可以获得突破产品设计、药物发现、微过滤和 MEMS 的研究界限，拓宽了研究的广度和深度。