UpNano&Cubicure合作：新型納米3D打印材料可承受 300°C 高溫

2022年11月,，南極熊獲悉，奧地利公司UpNano和Cubicure合作推出了一種熱變形溫度(HDT) 高達 300 ° C 的雙光子聚合 (2PP) 材料,。這種高 HDT 材料被稱為 UpThermo,，有望為納米3D打印電子元件開辟道路。



熱變形溫度 (HDT)

熱變形溫度 (HDT) 或熱變形溫度是衡量聚合物在高溫和給定載荷下抗變化的能力。它也被稱為“負載下的變形溫度”（DTUL）或“負載下的熱變形溫度（HDTUL）”,。

與任何機加工零件一樣,，在設計階段，機械師必須了解材料對加工時產(chǎn)生的熱量有何反應,。工具與材料接觸時會產(chǎn)生熱量，而塑料有隨熱移動的趨勢,。

●為了獲得具有正確尺寸和公差的成品,，了解給定聚合物的熱變形溫度非常重要。

●HDT 表示可用于比較不同材料的值

●它應用于產(chǎn)品設計,、工程和使用熱塑性部件的產(chǎn)品制造

●更高的 HDT 溫度意味著注塑成型工藝中的成型工藝更快


Cubicure



●熱光刻技術
UpThermo 是使用 Cubicure 的用于粘性樹脂材料的熱光刻技術制成的,，Cubicure 首席執(zhí)行官 Robert Gmeiner 博士對此表示：“熱光刻技術開辟了更廣闊的工藝窗口——也適用于光聚合微型 3D 打印。借助我們的技術,，可以根據(jù)應用目的定制聚合物,，還可以生產(chǎn)耐高溫部件。這是我們與 UpNano 合作的基礎,。”

熱光刻技術的核心在于專門開發(fā)的加熱和涂層機制,。這種機制能夠在高達 120 °C 的工作溫度下以最高精度安全地處理高粘度樹脂和漿料。升高的溫度不僅會影響樹脂的粘度,，還會影響其穩(wěn)定性和反應性,。因此，需要精確的工藝處理和控制以避免意外聚合,，從而避免材料降解,。因此，可以精確控制所有過程元件的溫度,�,？梢哉f，該工藝定義了形狀和材料,�,；�于改進的工藝，可以打印更廣泛的幾何形狀和光敏聚合物,。具體來說,，這種熱光刻最大的挑戰(zhàn)是在打印過程中加熱涂覆的薄層原材料。在任何情況下,，都必須避免溫度峰值和局部過熱,。

●高粘度樹脂
Cubicure 的目標是增材制造具有出色沖擊強度和熱變形溫度的聚合物零件，同時具有盡可能高的表面質量,。Cubicure主要開發(fā)一種特殊的 3D 打印技術,，該技術適用于處理高粘度材料。

Cubicure 開發(fā)的高性能光敏聚合物是高粘度甚至是固體物質，迄今為止在任何商業(yè)立體光刻生產(chǎn)現(xiàn)場都無法加工,。由于流體粘度對溫度有很強的依賴性,，因此實施了加熱的 3D 打印過程。但是,，這個過程還需要防止樹脂的意外過熱和熱誘導聚合,。關于 Cubicure 3D 打印機處理技術，SLA 機器中已知的曝光過程與特殊的,、新開發(fā)的,、可加熱的涂層系統(tǒng)相結合。正是有了熱光刻技術,，樹脂的分子量,、功能和化學性質可以定制。

UpNano



UpNano提供的系統(tǒng)允許用戶3D打印具有170納米和高達厘米尺寸細節(jié)的微小結構,。通過將超小特征與相對較大的部件相結合,，該公司將納米級特性帶入了宏觀世界。UpNano已經(jīng)提供適用于光學和生物打印的材料,，此次這種用于2PP的新型化學物質為電子和電氣元件,、微型模具、光學部件等開辟了可能性,。此次合作將使兩家公司能夠合作實現(xiàn)共贏,。

在這次合作中，還看到了不同工程學科的融合,。長期以來,，工程和制造的不同領域是孤島，彼此相對孤立,。即使在復雜的車輛和其他系統(tǒng)上,，電子和機械工程也是嚴格分離的學科，總是獨立研究,，然后被集成到組件和最終零件中,，公司很少真正聯(lián)合執(zhí)行這些活動。

3D打印支持多學科團隊
通過增材制造 (AM),，可以見證集成工程和開發(fā)團隊的出現(xiàn),，這些團隊同時在許多領域和技能上進行合作。因為3D打印可以改變部件以散熱,、流體和通道電導管,，同時充當外殼，所以這種集成是有利的,。

當然,，我們在其他領域看到了更多的集成工程和其他系統(tǒng),，大家可以想想生物力學工程師或其他制造仿生設備的人。然而,，還需要更深層次的整合,。正如身體中使用的光學和生物力學系統(tǒng)所證明的那樣，生物打印部件可以很容易地通過聚合物進行電力驅動或增強,。新的藥物支架,、可吸收植入物的類型，以及體內的其他新型裝置,，電光方面的突破也可以加強該領域的更多設備,。

2PP 是一種通用技術，可以使用單一機器和單一技術制造所有必需的系統(tǒng)和部件,，無論是柔性軟機器人、3D打印電路,、電池還是傳感器,。我們可以看到的是一種真正革命性的集成設計和制造方法，它將電子學,、生物學,、力學和光學技術融合到集成系統(tǒng)中。納米打印及其他領域的此類發(fā)展可能會導致醫(yī)學,、物理學,、工程學、材料科學,、光刻,、電子學等領域的進一步突破。

UpNano 位于這些多個領域的交叉點,，由于能夠生產(chǎn)機械,、電氣和生物部件，該公司很可能成為有望迎來真正制造業(yè)革命的公司之一,。