SCRONA 和 AVANTAMA 合作實現(xiàn)亞微米噴墨 3D 打印

2024年1月,，南極熊獲悉,，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的衍生公司Scrona AG和打印電子特種材料制造商Avantama已成功使用 Scrona 的電流體動力 (EHD) 噴墨 3D 打印技術(shù)加工高性能量子點 (QD) 墨水。



●Scrona 表示,，EHD 3D 打印能夠以比傳統(tǒng)噴墨 3D 打印小得多的分辨率進行制造,，非常適合半導(dǎo)體和微型顯示器的生產(chǎn)。Crona EHD 3D 打印可以實現(xiàn) 1μm 以下的分辨率,。   

●Avantama 的鈣鈦礦 QD 3D 打印墨水非常適合 Scrona 的微型 3D 打印工藝,，擁有 QD 中最高的吸收系數(shù)。這使得 3D 打印像素具有精細的分辨率和良好的光學(xué)密度,，從而顯著縮短生產(chǎn)時間,。   

Scrona與Avantama的此次合作將能夠高效且經(jīng)濟高效地生產(chǎn) 3D 打印 MicroLED 顯示器，并提高色彩純度和亮度,。

電流體動力 (EHD) 噴墨 3D 打印



電流體動力 (EHD) 噴墨 3D 打印是一種利用電場驅(qū)動液體油墨從噴嘴噴出并在基板上形成三維結(jié)構(gòu)的技術(shù),。它有以下幾個特點：

●實現(xiàn)高分辨率的打印,，遠遠小于噴嘴的直徑,，甚至達到亞微米或納米級別,。
●使用多種材料，包括金屬,、陶瓷,、聚合物、生物材料等,，只要它們能夠在電場中產(chǎn)生極化或帶電,。
●控制噴射的模式，從不連續(xù)的液滴到連續(xù)的錐射流,，以適應(yīng)不同的打印需求12,。
●可以與其他打印技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)多材料,、多功能的三維打印12,。

電流體動力 (EHD) 噴墨 3D 打印的基本原理如下：

●首先，將液態(tài)油墨（可以是有機溶劑或水）注入到帶有微孔的噴嘴中,，形成一個液滴流,。
●然后，通過一個高壓電源,，給噴嘴和接收基板施加一個高電壓差,，產(chǎn)生一個強大的靜電場。
●在靜電場的作用下,，液滴流從噴嘴中噴出,，并被偏轉(zhuǎn)到基板上，形成一個亞微米級的噴射,。
●最后,，通過控制噴嘴的移動和噴射的頻率，可以在基板上實現(xiàn)任意形狀的三維打印,。

Scrona 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Patrick Galliker 博士評論道：“我們不斷尋找 EHD 的新應(yīng)用,，通過提供比光刻圖案更高分辨率的添加劑、完全無浪費的工藝來滿足行業(yè)的需求,。雖然傳統(tǒng)的噴墨打印頭需要低粘度的墨水,，但 Scrona 已經(jīng)證明打印墨水的處理能力是其處理能力的 1,000 倍，為更高效的 MicroLED 顯示器鋪平了道路,�,！�


△采用 Avantama 材料的 Scrona 亞微米 3D 打印   

Scrona 的 EHD 靜電多噴嘴 3D 打印技術(shù)在生產(chǎn)多材料、功能性電子產(chǎn)品方面比傳統(tǒng)噴墨 3D 打印具有顯著優(yōu)勢,。 該公司表示,，當前噴墨技術(shù)基于噴嘴的噴射方法會產(chǎn)生具有高流體含量的狹窄液滴，從而阻礙了超高分辨率零件的生產(chǎn),。與通過從噴嘴中推出液滴來擠出材料的傳統(tǒng)噴墨 3D 打印不同,，Scrona 的 EHD 技術(shù)使用靜電力將材料拉出,。 這些拉力完全集中在微型噴嘴的尖端上，使極其小的液滴能夠噴射,、加速并向下引導(dǎo),。液滴尺寸可以通過施加的電壓來控制，從而能夠產(chǎn)生比噴嘴小一個數(shù)量級的液滴,。這種擠出工藝能夠噴射更厚,、更濃縮的液體，從而形成比傳統(tǒng)噴墨 3D 打印分辨率更精細的物體,。   



Scrona 專有噴墨 3D 打印技術(shù)的開發(fā)得到了 2022 年 A 系列融資的幫助,，公司在該輪融資中籌集了 960 萬美元。該公司獲得了AM Ventures,、TRUMPF Ventures,、Verve Ventures和 Manz Management Consulting and Investment 的財務(wù)支持。 這筆資金使該公司能夠“加速其技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化”,，并通過與 Avantama 的合作將其推向市場,。  

Avantama 的鈣鈦礦基材料產(chǎn)品具有比任何其他量子點更高的基于重量的吸收率。這意味著非常高的 OD 厚度值,，非常適合 Scrona 的高分辨率擠出工藝,。鈣鈦礦固有的缺陷容限性使這一顯著特性成為可能，這意味著不需要鈍化殼即可實現(xiàn)高發(fā)射量子產(chǎn)率,。這使得 Avantama 材料與 Scrona 噴墨 3D 打印結(jié)合使用時,，非常適合生產(chǎn) MicroLED 組件。  

Avantama 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官 Norman Lüchinger 博士表示：“對于新興的 MicroLED 顯示器來說,，傳統(tǒng)噴墨打印并不是一個可行的選擇,，因為它們使用的像素比 QD-OLED 顯示器小得多。通過與 Scrona 合作,，我們已經(jīng)能夠證明,，使用厚度低于 2μm 的鈣鈦礦 QD 層可以獲得大于 1 的 OD。這可以將打印頭噴嘴數(shù)量減少五分之一,，并提供薄的 QD 層,，從而提高 MicroLED 顯示技術(shù)的整體效率和生產(chǎn)節(jié)拍時間,�,！�   


△Scrona 噴墨 3D 打印噴嘴

微型3D打印的發(fā)展
Scrona 的 EHD 3D 打印機并不是第一款設(shè)計用于制造 MicroLED 等微型組件的打印機,。早在 2022 年，桌面 3D 打印機制造商Anycubic就與顯示面板專家Jade Bird Display (JBD) 合作開發(fā)了消費級MicroLED 3D 打印機。這款 3D 打印機名為 J1 MicroLED,，配備 UV MicroLED 顯示屏和可調(diào)節(jié) 0.3CC 光引擎，使其能夠生產(chǎn)細節(jié)小至 10μm 的零件,。因此,，該系統(tǒng)作為同類中第一臺 3D 打印機進行銷售，以實現(xiàn)“低能耗,、長壽命和具有競爭力的價格”。J1 高度僅為 175 毫米,，非常緊湊,，可以輕松運輸和部署以進行按需 MicroLED 3D 打印。

2023年奧地利高精度光學(xué)設(shè)備開發(fā)商In-Vision與印度班加羅爾科學(xué)研究所的Tapajyoti Das Gupta教授合作開發(fā)亞微米3D打印機,。 合作伙伴與孟買 3D 打印機制造商 J Group Robotics 合作,，打造了這款 3D 打印機，可以生產(chǎn)靈活,、可拉伸的光子設(shè)備,，希望這款新型 3D 打印機能夠降低納米級高性能光學(xué)器件的生產(chǎn)成本,，從而顛覆半導(dǎo)體行業(yè),。