
18 超越 3D 列印:增材製造的新維度|
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圖 18-7 | 電子掃描顯微鏡下的 Formlabs Form 1 列印機輸出細節測試(圖片來
源:James Weaver)
同時間,先進的雙光子聚合幫助實現了在奈米尺度上高解析度的應
用。相較於單光子列印機器,雙光子聚合系統通過非線性光學吸收功
能實現了更小的聚合體單元。雙光子吸收發生於兩個光子同時被一個
分子吸收讓電子躍升到高能的狀態。這是一種三階段狀態,雙光子吸
收需要較單光子更高的光子密度(線性程序)。對於製造而言,系統
通常使用飛秒或納秒脈衝雷射在雙倍的吸收頻率下固化樹脂。後者
需要雷射聚焦於固化劑,焦點對準主要的雙光子吸收處,這樣會產
生一小塊聚合樹脂,通常約為 100-500 納米大小。這樣的系統(例如
NanoScribe 的列印機器)有次微米的解析度,但受限於速度與一毫米
以下的定位能力。NanoScribe 列印機對 1×1×1 毫米的列印速度約
50 小時。除了速度與尺寸限制,成本是另一項障礙;商用雙光子系
統的成本起價約 50 萬美元。
Will Patrick 與 Christian Landeros 兩人的合作集中於單光子與雙光子
列印的限制。我們正在採取方法以開發利用兩種系統優點的組合系
統:單光子的大區域快速聚合與雙光子於小區域的精確度。我們相信
這種精度達到奈米尺度的 3D 列印的未來,且它能提供給微機構裝置
像是結構性色彩、感應等功能。