Czym jest mikrodruk 3D i kiedy jest potrzebny?

W erze miniaturyzacji i rosnącego zapotrzebowania na wysoce precyzyjne komponenty, na pierwszy plan wysuwa się technologia mikro-precyzyjnego druku 3D. Metoda ta, znana również jako produkcja addytywna w mikroskali, umożliwia wytwarzanie komponentów z rozdzielczością do 2 µm i dokładnością wymiarową ±10-25 µm. W porównaniu do uznanych technologii produkcji addytywnej i prototypowania, takich jak MJF, SLA lub FDM, mikro druk 3D przesuwa granice szczegółowości, jakości powierzchni i funkcjonalności.

 

Jak działa precyzyjny druk 3D w skali mikro

Sercem tej technologii jest proces mikrostereolitografii projekcyjnej (PµSL), który wykorzystuje projekcję światła UV przez cyfrowy układ mikroluster (DMD) do precyzyjnego utwardzania żywicy fotopolimerowej. Każda warstwa ma grubość od 2 do 40 mikrometrów, co pozwala na drukowanie miniaturowych struktur z drobnymi kanałami, cienkościennymi geometriami lub złożonymi wnękami wewnętrznymi. Sprawia to, że mikroprecyzyjne drukowanie jest idealnym narzędziem do produkcji chipów mikroprzepływowych, złączy, czujników lub implantów biomedycznych.

 

Technologia BMF microArch

Boston Micro Fabrication (BMF) jest światowym liderem w dziedzinie mikrodruku 3D, oferującym szereg systemów microArch zaprojektowanych w celu spełnienia szerokiego zakresu wymagań dotyczących zastosowań i rozdzielczości. Każda drukarka 3D z tej linii wykorzystuje opatentowaną technologię Projection Micro Stereolithography (PµSL), aby zapewnić wyjątkową dokładność, powtarzalność i produktywność - umożliwiając inżynierom wytwarzanie części, które wcześniej były zbyt małe lub zbyt złożone dla jakiejkolwiek tradycyjnej metody produkcji.

 

microArch S230

System microArch S230 jest najbardziej precyzyjnym systemem w ofercie BMF. Oferuje rozdzielczość optyczną 2 mikrometrów i dokładność wymiarową ±10 µm, co czyni go idealnym wyborem dla ośrodków badawczych i zastosowań wymagających wyjątkowej precyzji i szczegółowości.

 

microArch S240

Drukarka 3D microArch S240 zapewnia równowagę między precyzją i wydajnością - z rozdzielczością 10 µm i tolerancją ±25 µ m, jest przeznaczona zarówno do prototypowania, jak i produkcji małych partii funkcjonalnych komponentów.

 

microArch S350

Sonda microArch S350 oferuje rozdzielczość 25 µm i dokładność ±50 µm, dzięki czemu nadaje się do większych lub bardziej złożonych części, które nadal wymagają dokładności na poziomie mikro.

 

microArch D1025

Uzupełnieniem oferty jest system microArch D1025, który oferuje innowacyjną podwójną rozdzielczość - łącząc optykę 10 µm i 25 µm w jednym urządzeniu. To unikalne podejście pozwala użytkownikom drukować różne części tego samego modelu w różnych rozdzielczościach, optymalizując zarówno drobne szczegóły, jak i szybkość budowy w ramach jednego zadania drukowania.

W całej serii microArch użytkownicy mogą korzystać z grubości warstw od 5 do 50 µm i szerokiej kompatybilności materiałów, w tym fotopolimerów, ceramiki i żywic biokompatybilnych.
Razem, systemy te zapewniają projektantom i producentom narzędzia do przesuwania granic miniaturyzacji i redefiniowania możliwości mikro druku 3D.

Parametry te umożliwiają produkcję części, których nie można uzyskać za pomocą konwencjonalnych metod druku 3D lub precyzyjnej obróbki skrawaniem. Zaletą technologii PµSL jest również wysoki stosunek dokładności do czasu - wydrukowanie miniaturowego czujnika lub części mikromechanicznej zajmuje od kilku minut do kilku godzin, a nie dni.

 

"Druk Micro 3D stanowi znaczący przełom w sposobie projektowania i produkcji miniaturowych urządzeń. Po raz pierwszy inżynierowie mogą teraz osiągnąć mikrometrową dokładność i jakość powierzchni porównywalną z formowaniem wtryskowym - bez ograniczeń związanych z tradycyjnym oprzyrządowaniem".

Rob Keogh, Sales Channel Lead EMEA, Boston MIcro Fabrication

 

Kiedy potrzebujesz mikrodruku 3D?

Mikro precyzyjne drukowanie BMF jest stosowane głównie tam, gdzie tolerancje milimetrowe i mikronowe są krytyczne:

• Opieka zdrowotna i sektor biomedyczny: mikroimplanty, chipy laboratoryjne, systemy mikroprzepływowe
• .
• Elektronika i czujniki: mini złącza, nośniki chipów, części do czujników optycznych.
• Mikromechanika i badania: komponenty do zegarów, systemy robotyczne, aplikacje edukacyjne.

W porównaniu z konwencjonalnymi technologiami, które osiągają warstwy 50-100 µm, druk 3D BMF oferuje ponad 20-krotnie wyższą precyzję, a także lepszą izotropię materiału. Umożliwia to drukowanie funkcjonalnych mikroczęści, które są nie tylko dokładne, ale także stabilne mechanicznie.

 

Wnioski

Mikroprecyzyjny druk 3D wprowadza do branży to, co jeszcze kilka lat temu wydawało się science fiction - możliwość wytwarzania funkcjonalnych komponentów wielkości ziarenka ryżu z precyzją, z którą wcześniej mogła sobie poradzić tylko mikrolitografia.
Dzięki drukarkom 3D BMF microArch, taka precyzja może być dostępna dla programistów, laboratoriów i firm produkcyjnych poszukujących innowacji w skali mikro.