微纳金属3D打印技术应用：AFM探针

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2021-11-16 05:22 标签：

于2000年在北美推出了可用于办公室環境的商品化3D 打印机

3D 打印设备应用的方式有两种：一种是大企业为自己的产品开发服务，如波音、通用、福特、戴姆勒-克莱斯勒三大汽車公司、IBM 、苹果、丰田等都在应用；另一种方式为大学、研究所甚至由六、七个人组织的服务机构以一台或数台成形机为中心开展对中尛企业的服务。目前全球有两家3D 打印机制造巨头，分别为3D Systems 和Stratasys 均为美国上市公司，2011年营业收入分别是2.3亿美元和1.6亿美元2011年3D 打印产业的市場规模为17亿美元。目前快速成形技术的市场应用份额如图2-3所示，其中航空航天约占8%

图2-3 快速成形市场的行业应用份额

自20世纪90年代以来，國内多所高校开展了3D 打印技术的自主研发并进行了产业化运作。西安交通大学、清华大学、华中科技大学、北京隆源公司、中航重机激咣等院校和企业在典型的快速成形设备、软件、材料等方面的研究和产业化获得了重大进展我国快速成形技术的研究工作基本与国际同步，但在快速成形技术新设备研发和应用方面则落后于国外国外快速成形技术在航空领域有超过8％的应用量，而我国在这方面的应用量則非常低据估计，3D 打印设备在我国企业级装机量在400台左右2010年以来年增速为70%左右，市场规模超过1亿元

2.3 3D 打印制造技术分类

学术理论及建模（8.6%）

医学（8.8%） 商用机器设备（11.2%）

微纳米尺度的3D打印机有没有见过它可以轻松打印出超小尺寸、超高精度的3D模型，尺寸比人的头发丝还细模型小到人肉眼都无法分辨。

  △微纳3D打印的螺旋结构比头发絲还细


2018年8月3日，瑞士 Cytosurge AG 公司所开发的微纳米3D打印机「FluidFM μ3Dprinter」将引入中国市场该款3D打印机可打印出纳米和微米等级的 3D 金属和聚合物结构。

其技術源自于原子力显微镜(AFM)通过精准控制的平台(XY 轴控制精度±250nm；Z 轴控制精度<5nm)并结合可输送纳米等级材料的封闭微型通道 (iontip) 来制作成型 3D 或 2.5D 结构，藉由不同的 iontip 方案模块喷头将能应用于生物物理学、生命科学与微机电、半导体等3D 打印领域的研发验证，协助提供微结构研究的解决方案．可望引领国内半导体及医药生物技术的研发应用迈向新的一页

  △FluidFM μ3Dprinter用于纳米光刻、崎岖表面打印、纳米和微米等级的3D金属和聚合物结構打印。


FluidFM 技术结合微流体及原子力显微镜的优势压力感测离子探头内显微通道可供微量液体流通。

微流体与原子力显微镜的独特组合可創造出形体更复杂、纯度更高的金属物体光学原子力反馈机构可进行即时的过程控制。FluidFM离子探头注射口的最小口径可小于人类头发直径1/500在这个注射口径尺寸下，最低流速可达每秒数飞升是目前最先进流量探测器的探测限值1/1,000,000。FluidFM技术使微纳米级复杂金属物体的制造成为可能

  其技术参数看起来更是令人惊叹：

  如此独特的技术，主要用于：


? 3D 打印：FluidFM 微纳米3D打印机可直接打印微纳米级的复杂金属物体
? 多种金属打印：铜、银、金、铂，目前正在研究30多种金属（镍、铬、镉、铁、铟、锌等）的电化学增材制造技术
? 纳米光刻技术：可打印纳米级的向量以及复杂2D结构。可配置各种液体及纳米粒子精度达飞升、纳米级。
? 表面修复：可进行高精度的表面修复与改造可运用多種材料打印，且结构精确

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