《Advanced Materials》高分辨率、高速、大尺寸，新一代双光子3D打印

2024年2月，南极熊获悉，研究人员首次使用标准化方法测试了毫米至厘米范围内的双光子聚合 (2PP) 3D 打印块状样本的机械性能。这项综合研究由来自维也纳技术大学 (TU Wien)、加州理工学院 (Caltech) 和亚琛工业大学的研究人员以及 UpNano GmbH 的材料专家，是一项跨国合作。这一突破进展使用了商用 2PP 3D 打印机（UpNano 的 NanoOne）与可高速加工的树脂。



测试结果现已发表在《Advanced Materials》上，结果表明与丙烯酸酯树脂 (ETA/TTA) 相比，UpPhoto 和 UpDraft 树脂具有卓越的材料质量，两种材料在打印后立即完全固化，无需进行后处理。


△借助 UpNano 的树脂和 NanoOne 系统，通过标准化材料测试推进 2PP 3D 打印

最新一代 2PP 3D 打印机将可实现的高分辨率与高生产速度（高达 >450 mm3/h）结合在一起，能够制造尺寸达几厘米的大型结构。这使得 2PP 3D 打印对于工业应用和大规模生产都具有吸引力。因此，2PP 3D 打印零件机械表征的标准化方法变得越来越重要。该国际团队现已首次成功地将标准测试方法应用于（宏观）2PP 3D 打印零件（例如 35 毫米大型 ISO 标准测试样本），从而为了解其机械性能提供了宝贵的见解。



UpNano 首席执行官 Bernhard Küenburg 说道：“目前，微米级或纳米级 2PP 3D 打印部件还没有公认的标准化测试方法。即使存在，大型零件的机械性能也不能简单地从小尺寸的样品中推断出来。因此，维也纳工业大学团队和同事的此项工作是 2PP 3D 打印工业应用道路上的真正突破。”

借助 UpNano 的树脂和 NanoOne 系统，通过标准化材料测试推进 2PP 3D 打印。该团队能够测试 2PP 3D 打印材料的各种机械性能，包括拉伸、弯曲和硬度，以及蠕变和断裂行为。使用的材料是 ETA/TTA – 乙氧基化 (20/3)-三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 (ETA) 与三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 (TTA) 的组合 – 以及 UpNano GmbH 的两种市售材料 – UpPhoto 和 UpDraft。为了达到大型样品所需的生产速度，该团队使用了安装在 UpNano NanoOne 打印机上的 10 倍或 5 倍物镜。

该研究的作者表示：“研究结果表明，在研究的三种材料中，只有UpPhoto 和 UpDraft适合大尺寸制造，这是由于其具有整体均衡特性。ETA/TTA 不适合放大制造，因为它的可加工尺寸较小、应力引起的微裂纹以及最终产品的韧性普遍较低。”

UpPhoto 和 UpDraft 的 2PP 3D 打印还可以在打印后立即生产完全固化的坚固部件，无需后固化。这对于微流体装置的 3D 打印尤其有利，因为它能够生产复杂的内部微通道结构。

UpNano



UpNano是2PP领域的专家，公司报告指出，2023年它的NanoOne双光子聚合（2PP）3D打印机系列在全球需求的推动下，营业额显著增长了57%。在许多公司面临挑战的商业环境中，UpNano通过有效地满足其2PP 3D打印机不断增长的需求，成功地应对了复杂性。UpNano表示，NanoOne系列被定位为市场上速度最快的高清2PP 3D打印机之一，在美国机器数量大幅增加的今天，此定位也表明了UpNano致力于创新并积极与客户合作。