HETEROMERGE: 研發(fā)多材料打印頭，適配雙光子激光直寫打印機,，實現(xiàn)高精度多功能

雖然增材制造越來越普及,，是一種使用率越來越高的生產(chǎn)工具，但它在某些應用方面仍然具有一些局限性,。例如,，工業(yè)界尤其對最終用途零件的精度要求越來越高基于此,，市場中涌現(xiàn)了越來越多的微型3D打印解決方案。今天南極熊要介紹的是一家德國公司HETEROMERGE,，他專注于研發(fā)微型3D打印,，提出了多材料打印頭技術，能夠應用到雙光子激光直寫中,，獲得高精度且多功能的產(chǎn)品,。



Robert Kirchner，是HETEROMERGE GmbH的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官,，擁有電氣工程背景,，并于2011年獲得聚合物微系統(tǒng)制造博士學位。在攻讀博士學位期間,，Robert在納米壓印光刻,、灰度光刻和3D打印領域進行了深入研究。


△Robert Kirchner

這項研究的核心是制造非常小和但具有完整功能性的結(jié)構,，利用聚合物復制技術來實現(xiàn)大批量生產(chǎn),。在最新的研究中，團隊成員研制了波導結(jié)構,，使增強現(xiàn)實眼鏡成為可能,。得益于雙光子3D打印機，研究團隊在2013年首次生產(chǎn)出非常小但同時高度精確的3D自由形狀結(jié)構,。

HETEROMERGE表示,，自攻讀博士學位以來，一直對功能性3D制造充滿熱情,。作為研究的一部分,，HETEROMERGE想要打印多材料復合微結(jié)構。原因很簡單：不同的材料具有不同的物理性質(zhì),，由多種材料建造結(jié)構可以賦予它們超越單一材料的功能,。

這可能改變未來制造電子和光學系統(tǒng)的一種方式。但是,，由于雙光子激光打印機一次只能處理一種材料,，因此研究團隊在更換打印材料時遇到了重新對準的問題。此時,，高精度雙光子微打印的優(yōu)勢幾乎喪失了,，因為必須使用次優(yōu)的材料交換程序。此外,，如果不自動化,，材料交換將非常耗時。但是研究團隊已經(jīng)提出了解決方案：使用多材料打印頭,，能夠在快速自動材料交換后重新校準,。HETEROMERGE的成立,，也是位了將這種打印頭技術商業(yè)化。


△采用專利技術制成的3D打印微針

多材料微型3D打印解決方案

●此款專利打印頭技術可實現(xiàn)自動現(xiàn)場材料交換,，完美解決了雙光子激光打印機中材料交換后的橫向重新對準問題,，不同材料的區(qū)域之間不再有錯位，這對于高質(zhì)量的微光學器件至關重要,。

●此外,，交換過程比以前更快，更方便,。

●可以完全獨立于打印基材進行打印,，即可以在玻璃或硅等被動基板上打印，也可以直接在LED或激光器等有源組件上打印,。這是因為該技術采用開放式流體解決方案,，因此我們的打印頭獨立于基材，并且不會對打印表面施加任何限制,。

●原則上,，可以在模塊級別甚至晶圓級別進行打印，以達到制造的高度集成級別,。

技術優(yōu)勢與應用
任何雙光子激光打印機系統(tǒng)都可以使用HETEROMERGE的打印頭,，在其微觀結(jié)構中實現(xiàn)更多功能。從目前關于雙光子激光寫入的商業(yè)應用的趨勢來看,，多材料結(jié)構具有很大的優(yōu)勢,，特別是在微光學、光子學,、光子學封裝,、醫(yī)療設備和組織工程領域。舉個例子：可以打印微小的透鏡堆棧,，其各個透鏡由不同的材料制成,。因此，微光學可以實現(xiàn)更高的圖像質(zhì)量,。相信打印頭技術將幫助雙光子激光在上述領域找到更多的商業(yè)應用,。


△HETEROMERGE

未來10年的增材制造市場
Robert表示3D打印已經(jīng)在大型結(jié)構的工業(yè)生產(chǎn)中的許多領域站穩(wěn)了腳跟，雙光子激光打印作為微增材制造的解決方案正在達到同樣的成熟度,，這將成為對電子制造小批量和高混合應用的寶貴貢獻,，在這些應用中，3D打印可以提供非常靈活的生產(chǎn),。



增材制造可以用于高質(zhì)量微光學元件和組件領域，制造的微光學器件能夠?qū)崿F(xiàn)微創(chuàng)醫(yī)學成像系統(tǒng),。此外,，可以通過將光纖耦合到芯片中,，通過打印功能微光學器件無損地耦合到芯片中，幫助數(shù)據(jù)中心更有效地處理信息,。相信在今天甚至無法想象很多應用,，當認識到功能性3D微打印的可能性時，新的市場將出現(xiàn),！

Heteromerge
作為德國德累斯頓理工大學(TU Dresden) 的衍生公司,，Heteromerge正在努力實現(xiàn)其微型多材料3D打印愿景。這家初創(chuàng)公司正在開發(fā)下一代高分辨率,、自動化3D打印系統(tǒng),，即使在低至100納米的極小結(jié)構尺寸中也能實現(xiàn)多材料打印。根據(jù)德累斯頓工業(yè)大學的說法,，該技術為各種新的應用領域填補了“缺失的一環(huán)”,，特別是在微光學和微流體領域以及光子學封裝領域，還有組織工程領域,，從而成為高精度打印機系統(tǒng)工業(yè)應用的推動者,。