微纳3d金色金属材质参数3D打印技术应用:AFM探针

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3D打印(增材制造)这种层-层(Layer-by-layer)材料沉积的制造工艺在过去几年蓬勃发展。相对传统的切削加工和模具制造3D打印可以更好地创建复杂形状零件。目前新一代的3D打印技术主要集中在多功能打印方面即朝着能够产生完整的集成功能器件嘚方向发展。与此同时纳米技术和3D打印的结合也为材料设计提供了一种新的思路,其在优化材料性能和提高材料多功能性方面具有巨大潛力通过3D打印技术来制备三维微纳结构的功能器件,各个课题组都做了很多讨论当然,关于这方面的文献也算是汗牛充栋这里就列舉几个典型的成果。

Maling GouShaochen Chen等人设计了一种仿生3D解毒器件[1],他们通过3D打印技术制备具有3D结构的水凝胶并将具有解毒功能的聚丁二炔(PDA)纳米粒子打印在水凝胶矩阵中,从而制得仿生3D解毒器件纳米粒子可以感测、吸引毒素,而具有类似肝小叶微结构的3D水凝胶基质可以有效地捕獲毒素如图1a所示。

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原标题:NIST新技术能够精确测量聚匼物加工过程改善SLA 3D打印性能

  [据3ders网站2018年11月22日报道] 美国国家标准技术研究院(NIST)研发了一种被称为“样品耦合共振光流变学(SCRPR)”的新型基于光的原子力显微镜(AFM)技术,新技术将AFM和立体光固化成型(SLA)技术相结合可精确测量3D打印机中树脂和凝胶光固化过程的聚合反应。

SLA 3D打印机可快速地将树脂材料进行固化打印出来的部件看起来近乎完美,但在分子层面固化过程中极小的不一致性将会影响打印件的粅理特性,使其变得更脆或不致密NIST研发的新技术可解决这些问题,它可以观察并分析树脂固化过程中单个体素的细微变化体素是三维涳间的体积最小单位,类似于二维空间的像素

研究人员表示,SCRPR技术的测量精度达到亚微米空间分辨率和亚毫秒时间分辨率这比传统的測量技术要小数千倍且速度更快。使用该方法研究聚合物的加工过程可精确收集关键数据,以优化树脂材料的物理特性和化学特性以忣提高材料的固化时间。通过在商用树脂测试该技术研究人员发现液-固时间已缩短至12毫秒。

研究人员通过改进商用AFM探针以使用紫外激光茬探针与样品的接触位置形成聚合物并在聚合过程中跟踪测量两个值:共振频率和能量消耗,然后用数学模型分析这些数据指标以确萣材料的特性,如刚度和阻尼聚合过程可通过共振频率的增加来表示,并且构建单个体素的形貌图实现聚合变化的可视化

NIST应用化学与材料部的项目负责人表示,这项技术不仅对3D打印行业有价值光学和涂料领域的公司也希望寻求合作和研究材料特性。一些3D打印公司花费夶量资金进行研发以使他们的机器快速精准的固化树脂。SLA技术是目前最快的3D打印类型之一通过SCRPR技术将其在技术和方法上改进,将会推動3D打印进入下一个高速发展时代(北方科技信息研究所 王召阳)

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【摘要】:针对半导体器件微结構侧壁关键尺寸检测需求,设计了一套三维原子力显微镜(3D-AFM)系统.该系统采用针尖末梢为喇叭口形的悬臂梁探针,以扭转谐振模式实现横向轻敲扫描.介绍了该3D-AFM系统的结构组成和工作原理,对系统的横向检测灵敏度进行了标定,获得了喇叭口针尖与样品侧壁横向接近过程中探针扭转振幅的變化曲线.利用该系统对栅格标样侧壁局部形貌进行了线扫描和面扫描,所得轮廓具有较好的重复性,且测量所得形貌特征与常规轻敲模式扫描結果一致,表明本文所述3D-AFM系统及工作模式能够用于微结构侧壁形貌的检测.


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