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不可思議的微納造物技術(shù):很大程度改善粗糙度和精度(3)

時間:2017-02-05 20:59 來源:科學(xué)大院微信公眾號 作者:中國3D打印網(wǎng) 閱讀:

其他利用該項技術(shù)加工的微納雕塑作品也有很多,例如下圖就是利用勃蘭登堡門的模型。

利用雙光子直寫技術(shù)制作的勃蘭登堡門模型(http://phys.org/news/2010-12-laser-3d-submicron.html)

利用雙光子直寫技術(shù)制作的勃蘭登堡門模型(http://phys.org/news/2010-12-laser-3d-submicron.html)

也有人利用這項技術(shù)制作了虛擬人物的雕塑,還有人制作了微納尺度賽車和房子的模型等等?傊,人們可以在此基礎(chǔ)上充分放飛自己的想象力,制作各種各樣的藝術(shù)品。唯一美中不足的是,這些藝術(shù)品往往都需要在電子顯微鏡下觀看。

利用雙光子激光直寫技術(shù)加工的虛擬人物頭像(http://www.innovations-report.com/html/report/materials-science/material-solutions-inside-and-on-top.html)

利用雙光子激光直寫技術(shù)加工的虛擬人物頭像(http://www.innovations-report.com/html/report/materials-science/material-solutions-inside-and-on-top.html)

利用雙光子激光直寫技術(shù)制作的賽車和房屋模型(https://www.photonics.com/Article.aspx?PID=1&VID=101&IID=615&AID=50848)

利用雙光子激光直寫技術(shù)制作的賽車和房屋模型(https://www.photonics.com/Article.aspx?PID=1&;VID=101&;IID=615&;AID=50848)

不足之處

雖然雙光子激光直寫技術(shù)在微納尺度加工領(lǐng)域具有極大的優(yōu)勢,但缺點也同樣明顯。

用于雙光子激光直寫技術(shù)的光敏物質(zhì)種類很有限,往往只能加工光刻膠等特殊物質(zhì);與老式膠片拍攝圖像的過程有些類似,光敏物質(zhì)經(jīng)過雙光子激光直寫后,往往也需要顯影和定影等過程,將打印的3D物體固定下來,因此加工過程更為繁瑣;由于加工精度高,而且往往是單點掃描加工,因此速率較慢,雖然不少改進(jìn)版本的產(chǎn)品加入了振鏡系統(tǒng),可以提高加工效率,但相比之下仍耗時許久,再加上高精度平移臺要借助壓電陶瓷實現(xiàn),行程較短,雖然可以通過機(jī)械移動臺進(jìn)行拼接,但是拼接處加工精度會陡然降低,因此該技術(shù)目前尚難以加工大尺度的產(chǎn)品。

此外,這項技術(shù)能夠成功的關(guān)鍵很大程度上是納米級移動精度的三維平移臺,因此運動模塊極其精密且昂貴,更需要相應(yīng)的檢測和控制系統(tǒng),下圖是一臺典型雙光子直寫儀的基本配置,包括基本光學(xué)系統(tǒng)、振鏡模塊、定位系統(tǒng)(包括機(jī)械移動和壓電陶瓷移動)、自動聚焦顯微系統(tǒng)、高精度顯微相機(jī)和配套軟件,可以看出,這樣一套系統(tǒng)需要從軟件到硬件的深度開發(fā),所以通常設(shè)備價格高昂。

典型的雙光子直寫儀基本配置(http://www.nanoscribe.de/en/products/photonic-professional-gt/)

典型的雙光子直寫儀基本配置(http://www.nanoscribe.de/en/products/photonic-professional-gt/)

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