超高精度3D打印模具-翻模案例展示
往期精彩回顧
接上篇《托托科技:生物醫(yī)療領(lǐng)域的超高精度3D打印模具需求,涵蓋微流控芯片、微針、仿生器件等》,基于超高精度3D打印技術(shù),可快速、高效制作得到極小尺寸和高質(zhì)量的微納結(jié)構(gòu)模具,且可通過(guò)間接倒模技術(shù)得到微米級(jí)通道的微流控芯片、生物活性微針、仿生微結(jié)構(gòu)等(如圖1)。倒模技術(shù)所借助的注模材料中,聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一種具有良好光學(xué)透明性、生物相容性和化學(xué)惰性的彈性高分子聚合物材料,是用于制備模具的理想材料之一。
圖1:利用3D打印模具并進(jìn)行PDMS微流控芯片構(gòu)建的示意圖
然而,以目前的主流超高精度3D打印技術(shù)為例,如立體光刻(SLA)、數(shù)字光處理(DLP)及雙光子聚合3D打印(TPP),均需借助光敏樹脂,但在樹脂母模打印件附近的光引發(fā)劑和未反應(yīng)的單體會(huì)導(dǎo)致PDMS的固化抑制。因此,基于樹脂的模具必須進(jìn)行后處理以避免后期PDMS倒模所引起的通道缺陷、精度欠佳問(wèn)題,其原理是進(jìn)一步促進(jìn)樹脂單體的聚合或抑制光引發(fā)劑的浸出,從而限制浸出單體或光引發(fā)劑的風(fēng)險(xiǎn)。這類工藝包含:1.紫外+加熱后處理;2.結(jié)構(gòu)表面修飾涂覆等。針對(duì)超高精度3D打印樹脂母模及便于倒模的市場(chǎng)需求,托托科技研發(fā)人員結(jié)合自研的織雀系列3D光刻打印設(shè)備,通過(guò)結(jié)構(gòu)表面功能化涂層的方式針對(duì)性地解決了PDMS固化抑制的技術(shù)痛點(diǎn)。以下為3D打印母模+PDMS倒模后的案例展示,供大家參考學(xué)習(xí)。
微流控芯片
圖2:織雀系列PL-3D 打印微流控芯片陽(yáng)模及倒模展示
(尺寸:16.18 mm × 7.68 mm × 8.8 mm,最小凹槽0.128 mm;光學(xué)精度:2 μm & 5 μm;材料:PR-W-Y-05)
a. 織雀系列3D光刻打印設(shè)備可輕松實(shí)現(xiàn)不同縱深比的模具成型,且倒模后,凹槽表面無(wú)殘留,可直接應(yīng)用于微流控芯片的構(gòu)建
微針
圖3:織雀系列PL-3D 打印微針陽(yáng)模及倒模展示
(尺寸:26.75 mm × 23.20 mm × 8.8 mm,針高2.15 mm,針底直徑0.6 mm;光學(xué)精度:2 μm & 5 μm;材料:PR-W-Y-05)
a. 倒模后,微針表面無(wú)殘留PDMS,不影響二次倒模
b. 凹槽設(shè)計(jì),一個(gè)模型即可實(shí)現(xiàn)PDMS倒模及其他材料(聚乙烯醇、透明質(zhì)酸等)的二次翻模
仿生微表面
圖4:織雀系列PL-3D 打印仿生微柱陽(yáng)模及倒模展示
(尺寸:9.324 mm × 8.229 mm × 1.629 mm,柱高175 μm,柱間距223 μm;光學(xué)精度:2 μm & 5 μm;材料:PR-W-Y-05)
圖5:神影 Miracle Vision系列3D顯微鏡對(duì)柱高為85 μm的微柱陽(yáng)模及陰模表面進(jìn)行非接觸式形貌測(cè)量
(尺寸:5.22 mm × 4.81 mm × 1.26 mm,柱高85 μm,柱間距196 μm;光學(xué)精度:2 μm & 5 μm;材料:PR-W-Y-05)
織雀系列3D光刻設(shè)備
織雀系列3D光刻設(shè)備產(chǎn)品亮點(diǎn)
光刻精度高達(dá)1 μm
多精度自由切換(1 μm / 2 μm / 5 μm)
支持多種樹脂/陶瓷材料打印(適合新材料開發(fā))
支持在已有樣品上進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)駁接打印
全畫幅聚焦掃描
最小可加工料池體積15 ml
織雀系列3D光刻設(shè)備
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