摩方nanoArch M160 科研級高精度微尺度3D打印系統

摩方nanoArch M160 科研級高精度微尺度3D打印系統

及其在柔性電子與軟機器人領域應用

nanoArch 系列可以實現高精度微尺度3D打印的設備系統，它采用的是面投影微立體光刻（PμLSE：Projection Micro Litho Stereo Exposure）技術。該技術使用高精密紫外光刻投影系統，將需打印圖案投影到樹脂槽液面，在液面固化樹脂并快速微立體成型，從數字模型直接加工三維復雜的模型和樣件，完成樣品的制作。

科研級3D打印系統

nanoArch M160是科研級3D打印系統，本套系統使用了自動化的多材料送料系統，兼顧高精度和多材料打印，可支持同時打印4種樹脂基復合材料進行層間或層內多材料3D打印，適用于基礎理論驗證及原理創新研究，適合高校和研究機構用于科學研究及應用創新。其主要應用在點陣結構材料、功能梯度材料、超材料、復合材料、復雜微流控，多材料4D打印等方面。

打印材料：

   。硬性樹脂（R-160-50系列）

   。柔性樹脂（S-160-50 系列）

   。韌性樹脂（T-160-50 系列）

   。生物醫療樹脂（B-160-50 系列）

 
系統特性：

   。供料系統和涂層技術     

   。具有高精度微尺度多材料的打印能力

   。光學監控系統，自動對焦功能

   。光源穩定性

   。完善的配套設備及組件

案例集錦：

------摩方微納3D打印在柔性電子應用------

應用領域：

柔性壓電材料及器件；

導電水凝膠與可拉伸電子器件；

軟機器人與微操縱；

生物醫療體內機器人及定制化微型內窺鏡；

液態金屬可修復超材料與形狀記憶器件。

1、柔性壓電材料及器件

美國弗吉尼亞理工大學的鄭小雨（Rayne Zheng）教授及其實驗室的博士團隊使用3D打印的方式實現了新型壓電材料的制造，并且采用這種方法制備了具有高壓電特性的材料，實現電壓在任意方向可被放大、縮小和反向的特征。

多功能柔性可穿戴智能材料

通過電壓激活后能夠設計和制造出一系列新型智能材料。該三維材料具有任意形狀，任意內部結構復雜度，并且每一個節點、單元和材料本身任意部位均具有壓電感應功能，無需任何附加傳感器即可實現電壓輸出。根據該材料的特性，開發出了柔性壓電材料，為將來可穿戴柔性器件開發做好基礎準備。

打印的柔性材料薄片（弗吉尼亞理工大學）

2、可拉伸導電水凝膠

湖南大學王兆龍課題組《Research》：基于PμSL 3D打印的超拉伸抗凍導電水凝膠能夠耐受-115℃極高導電能力的水凝膠體系，實現了極低溫條件下的可穿戴設備運動信號檢測及腦電信號高精度采集。

3、軟機器人應用：

中科院沈陽自動化所劉連慶研究員課題組：利用氣泡作為微型機器人實現零件的操縱和裝配，這些微型機器人可以移動、固定、抬起和放下微型零件，并將它們集成在一起，形成緊密連接的實體。

裝配過程和實驗系統示意圖。A) 燕尾形零件的裝配過程。B) 系統的示意圖。

微型機器人小車結構的裝配過程及運動

4、生物醫學領域

香港城市大學生物醫學工程系申亞京教授帶領的研究團隊開發了一款毫米級的軟連續體機器人，其在線控和磁場的混合驅動模式下同時擁有大轉角和高精度操作能力。為了實現毫米級外形尺寸的混合驅動，該團隊基于摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印機nanoArch P140打印出超薄的鏤空型機器人骨架（長度30mm，外徑3.0mm，壁厚300μm），并在薄壁上形成150μm的貫穿孔用于腱索的布置。此外，該團隊通過在機器人骨架外表面涂覆鐵磁彈性體薄層（100~150μm）來獲得磁響應性能。所提出的混合驅動軟連續體機器人能實現約100°的大角度導向以及高精度（靜定位精度低至2μm，動態跟蹤精度低至10μm）的微操作。

高精密3D打印技術在醫用內窺鏡行業創新應用

微型化和定制化也將成為未來醫用內窺鏡重點發展的方向之一。

5、液態金屬力學超材料

目前的金屬微點陣力學超材料具有輕、高比強度等特性，在無人機機翼、小微型電子器械等器件上具有很好的應用前景。但是，目前這類力學超材料的韌性較差，且在服役過程中容易脆斷失效。為了提高韌性，香港城市大學機械工程學系陸洋教授領導的研究團隊開發了液態金屬-聚合物微點陣力學超材料。該材料不僅有良好的韌性，而且充分利用低溫度范圍下液態金屬的特性，實現了類似科幻電影中復雜形態液態金屬的自我修復功能。該項研究成果發表在國際知名期刊《Small》（https://doi.org/10.1002/smll.202004190）。

液態金屬-高分子點陣力學超材料良好的形狀記憶效應