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3D激光打印機(jī)（微流控生物芯片）

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3D激光打印機(jī)（微流控生物芯片） LightFab GmbH是激光技術(shù)領(lǐng)域的新技術(shù)公司，我們在德國亞琛弗勞恩霍夫激光技術(shù)研究所的亞琛大學(xué)激光技術(shù)負(fù)責(zé)開發(fā)了我們的技術(shù)基礎(chǔ)，并在2013年啟動了LightFab。 LightFab 3D打印機(jī)是用于激光直接寫入透明材料的極快速精確的臺式機(jī)。該系統(tǒng)可用于微流體學(xué)，微力學(xué)，集成光學(xué)和其他需要高精度，高分辨率3D微結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。 LightFab 3D打印機(jī)旨在通過附帶的CAD / CAM軟件實現(xiàn)最快的自動3D打印。帶有1pm的聚焦直徑，適用于激光直接寫入過程，如3D聚合物微結(jié)構(gòu)的多光子聚合，超快激光刻錄的3D波導(dǎo)寫入，玻璃和晶體中的3D光刻，選擇性激光誘導(dǎo)蝕刻，玻璃內(nèi)部焊接和精密微觀結(jié)構(gòu)切除。LightFab 3D打印機(jī)將快速電流計掃描儀，精密軸系統(tǒng)，和超精密聚焦模塊，快速fs激光，顯微鏡物鏡，顯微鏡相機(jī)和自動對焦系統(tǒng)集成在一個盒子內(nèi)。隨附的PC和電子設(shè)備都在一個獨(dú)立的電氣柜內(nèi)交付。使用針對高精度和最小定位延遲進(jìn)行優(yōu)化的快速微型掃描儀模塊逐層寫入任意3D結(jié)構(gòu)。如果結(jié)構(gòu)大于顯微鏡物鏡的視場，則平移軸自動移動對焦后進(jìn)行掃描。fs激光器（4 W，1030 nm或2 W，515 nm波長）的重復(fù)率和脈沖持續(xù)時間是可調(diào)的，可以靈活優(yōu)化您的工藝和材料的加工條件。要使用LightFab 3D打印機(jī)自動打印3D部件，激光跟蹤的數(shù)據(jù)是是由我們的CAD軟件Rhino3D通過插件SliceLas生成。您可以輕松調(diào)整3D幾何，例如以補(bǔ)償工藝特定的收縮或過度蝕刻，您可以對輪廓和陰影使用不同的加工參數(shù)。此外，您可以方便地查看CAD軟件中的3D掃描作業(yè)，也可以使用我們集成的過程特定工具，修改單個參量。為了獲得最高的生產(chǎn)效率，您可以使用辦公室的CAD軟件，方便地生成復(fù)雜的3D結(jié)構(gòu)掃描作業(yè)，并用經(jīng)過驗證的sll格式或新的高效slb格式導(dǎo)出。在實驗室中，您可以在GUI機(jī)器軟件中加載兩種格式，并自動執(zhí)行3D掃描作業(yè)，以節(jié)省寶貴的激光束時間。所包含的機(jī)器驅(qū)動程序LightFabScan針對掃描作業(yè)的最快執(zhí)行進(jìn)行了優(yōu)化，逐層以ps精度和最高效率控制系統(tǒng)的組件。對于使用LightFab 3D打印機(jī)進(jìn)行最有效的流程開發(fā)，您可以使用附帶的GUI軟件Scan2D進(jìn)行快速繪圖/寫入，您可以使用集成的強(qiáng)大的腳本語言來自動更改最重要的處理參數(shù)。軟件包配的PC Win 7 自動3D打印 Rhino 3D CAD與SliceLas，LightFabScan 快速的流程開發(fā) 具有腳本語言的Scan2D，JS_AxisHost，LaserControl ? 3D顯微鏡顯微鏡物鏡 10Ox, NA=1.4, f=1.6 ? mm 40x, NA=0.6, f=4 mm 20x, NA=0.4, f=8 mm 掃描范圍 xy 140 x 140 pm2 350 x 350 pm2 700 x 700 pm2 行程范圍 z 300 pm > 300 pm > 300 pm 分辨率xyz 5 nm 11 nm 22 nm 重復(fù)率 xyz lOnm 25 nm 50 nm 最大寫入速度 xy 30 mm/s 80 mm/s 160 mm/s 最大定位速度 xy 120mm/s 300 mm/s 600 mm/s 定位時間 z <20 ms < 20 ms <20 ms 可加工的尺寸(以玻璃材料為例) 120x80x0.3 mm3 120x80x2 mm3 120x80x7 mm3 ? 線性步進(jìn)軸激光與調(diào)制器 Wavelength preset ? at factory 行程范圍 xy 120x80 mm2 波長 1030 nm 515 nm 行程范圍 z 25 mm 光束質(zhì)量 1.3 1.3 分辨率 xy 50 nm 最大功率 4 W 2 W 分辨率 z 100 nm 最大脈沖能量 4 pj 2 pJ 重復(fù)率 xy 150 nm 重復(fù)率可調(diào) 100 kHz-10 MHz 重復(fù)率 z 1 pm 脈搏持續(xù)時間可調(diào) 400 fs- 5 ps 最大定位速度 xy 300 mm/s 激光電源自動控制 0-100% 最大定位速度 z 10 mm/s 選項和配件激光參數(shù)出廠設(shè)置例如用于熔融石英的選擇性激光刻蝕或聚合物的雙光子吸收 4個75 x 25 mm2滑塊的通用樣品架或樣品架適應(yīng)各種顯微鏡物鏡的適配器 0-360°電動控制線性極化，圓極化 ? 選擇性激光刻蝕LightFab3D打印機(jī) SLE（選擇性激光刻蝕技術(shù)）一種新的激光技術(shù)，用于快速制造由空腔、通道、甚至移動部件組成的透明材料制成的三維設(shè)備。 SLE主要分為兩步：在第一步驟中超短脈沖激光輻射被聚焦到微米大小的焦點(diǎn)，以永久對透明材料改性的方式對材料曝光。這種激光改性是沒有裂縫和高精度的，不能和三維圖像組成的帶有微裂紋玻璃混淆。通過焦點(diǎn)的三維掃描，可以在玻璃內(nèi)部形成一個任意連通的三維形狀。第二步是顯影的過程，通過在工件表面上的濕化學(xué)蝕刻除去改性材料。對于選擇性激光刻蝕的精度和刻蝕的選擇性息息相關(guān)。選擇性是改性材料刻蝕率和未處理材料刻蝕率的比值。例如在石英玻璃的選擇性大于500:1，使得小錐度長細(xì)通道的結(jié)構(gòu)可以形成。因此，通過SLE技術(shù)可以產(chǎn)生復(fù)雜的三維腔，這類產(chǎn)品，是例如微流體結(jié)構(gòu)和微結(jié)構(gòu)的3D部件的基礎(chǔ)。 SLE優(yōu)勢是高精度，無雜物，真正的3D性能和我們的lightfab 3D打印機(jī)的高處理速度。因此，SLE技術(shù)是完美的數(shù)字3D打印透明材料組件的方法。目前，我們實現(xiàn)SLE加工過程主要包括從2D和3D-CAD模型中獲得的各種通用文件格式和直接激光刻寫路徑生成。這樣的設(shè)計可以輕松加工和測試，例如：快速的磨具制造。在為您的特殊應(yīng)用識別出適合的原型之后，由于LightFab 3D打印機(jī)在市場上無與倫比的速度，甚至可以在同一系統(tǒng)下進(jìn)行系列生產(chǎn)。對于單一設(shè)計的大量生產(chǎn)，我們的設(shè)備帶有為客戶定制的高速的掃描振鏡。 ???????? ? 通過與大學(xué)，研究機(jī)構(gòu)和行業(yè)的合作伙伴的密切合作，我們不斷開發(fā)進(jìn)一步滿足合作伙伴需求。在更高的精度，新材料，較小的特征尺寸和較大的可加工空間方面的改進(jìn)，帶來了一些新的應(yīng)用空間。 [a] 正在與 Fraunhofer ILT的臨床診斷課題組聯(lián) 合開發(fā) 一種用于更快抗生素耐藥性試驗的細(xì) 胞分選器 [b] 用于新型激光驅(qū) 動粒子加速器聚焦氣流拉瓦爾噴嘴裝置 ( 和德國尤里希研究中心合作 ) [c] 熔融二氧化硅中的微流體截面芯片（與沖繩科技研究所合作） [d]?? 用于毛細(xì) 管電泳中更有效耦合毛細(xì) 管的微流控芯片（與圖賓根大學(xué) 分析化學(xué) 小組合作） [e]? 孔陣列 2500孔 0.045mm直徑 1 mm熔融石英（左）和精密鑄造模具用于 RFID天線（右）材料選擇性目前利用選擇性激光刻蝕可以做成的結(jié) 構(gòu) 熔融石英 500-1500 3D結(jié) 構(gòu) 厚度可以達(dá) 到 7mm 藍(lán) 寶石 -10000 2.5D切割厚度? 可達(dá) 0.5mm 硼硅酸鹽玻璃 <10 1mm通孔，高圓錐度硅酸鋁玻璃 <50 單微通道熔融石英的加工特目前技術(shù) 水平切角沒有限制 ?x,y最小通道寬度 10pm ?z最小通道高速 20pm ?表面粗糙度 ?Rz 1pm ?x,y最大精度 +-1pm ?z最大精度 +-2pm ?最大工件尺寸 x/y/z 100mm x 200mm x 7mm ?最大通道長度 10mm

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