超高精度3D打印模具-翻模案例展示

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接上篇《托托科技：生物醫療領域的超高精度3D打印模具需求，涵蓋微流控芯片、微針、仿生器件等》，基于超高精度3D打印技術，可快速、高效制作得到極小尺寸和高質量的微納結構模具，且可通過間接倒模技術得到微米級通道的微流控芯片、生物活性微針、仿生微結構等（如圖1）。倒模技術所借助的注模材料中，聚二甲基硅氧烷（PDMS）是一種具有良好光學透明性、生物相容性和化學惰性的彈性高分子聚合物材料，是用于制備模具的理想材料之一。

圖1：利用3D打印模具并進行PDMS微流控芯片構建的示意圖

然而，以目前的主流超高精度3D打印技術為例，如立體光刻（SLA）、數字光處理（DLP）及雙光子聚合3D打印（TPP），均需借助光敏樹脂，但在樹脂母模打印件附近的光引發劑和未反應的單體會導致PDMS的固化抑制。因此，基于樹脂的模具必須進行后處理以避免后期PDMS倒模所引起的通道缺陷、精度欠佳問題，其原理是進一步促進樹脂單體的聚合或抑制光引發劑的浸出，從而限制浸出單體或光引發劑的風險。這類工藝包含：1.紫外+加熱后處理；2.結構表面修飾涂覆等。針對超高精度3D打印樹脂母模及便于倒模的市場需求，托托科技研發人員結合自研的織雀系列3D光刻打印設備，通過結構表面功能化涂層的方式針對性地解決了PDMS固化抑制的技術痛點。以下為3D打印母模+PDMS倒模后的案例展示，供大家參考學習。  

微流控芯片

圖2：織雀系列PL-3D 打印微流控芯片陽模及倒模展示

（尺寸：16.18 mm × 7.68 mm × 8.8 mm，最小凹槽0.128 mm；光學精度：2 μm & 5 μm；材料：PR-W-Y-05）

a. 織雀系列3D光刻打印設備可輕松實現不同縱深比的模具成型，且倒模后，凹槽表面無殘留，可直接應用于微流控芯片的構建

微針

圖3：織雀系列PL-3D 打印微針陽模及倒模展示

（尺寸：26.75 mm × 23.20 mm × 8.8 mm，針高2.15 mm，針底直徑0.6 mm；光學精度：2 μm & 5 μm；材料：PR-W-Y-05）

a. 倒模后，微針表面無殘留PDMS，不影響二次倒模

b. 凹槽設計，一個模型即可實現PDMS倒模及其他材料（聚乙烯醇、透明質酸等）的二次翻模

仿生微表面

圖4：織雀系列PL-3D 打印仿生微柱陽模及倒模展示

（尺寸：9.324 mm × 8.229 mm × 1.629 mm，柱高175 μm，柱間距223 μm；光學精度：2 μm & 5 μm；材料：PR-W-Y-05）

圖5：神影 Miracle Vision系列3D顯微鏡對柱高為85 μm的微柱陽模及陰模表面進行非接觸式形貌測量

（尺寸：5.22 mm × 4.81 mm × 1.26 mm，柱高85 μm，柱間距196 μm；光學精度：2 μm & 5 μm；材料：PR-W-Y-05）

織雀系列3D光刻設備

織雀系列3D光刻設備產品亮點

光刻精度高達1 μm

多精度自由切換(1 μm / 2 μm / 5 μm)

支持多種樹脂/陶瓷材料打印(適合新材料開發)

支持在已有樣品上進行對準駁接打印

全畫幅聚焦掃描

最小可加工料池體積15 ml

織雀系列3D光刻設備