在當代前沿科研領域,從高精度傳感探測到微尺度流體操控,對器件性能的極致追求正不斷逼近傳統制造工藝的能力邊界。然而,常規加工技術在多尺度、異形復雜三維結構的“一體化成型”方面,往往面臨周期冗長、工序復雜或精度不足的核心瓶頸。
摩方精密雙精度3D打印設備:microArch? D系列,以復合精度光固化技術為核心,為上述加工難點提供了創新性解決方案。 其中,D0210(精度:2&10 μm)適用于對細節要求極高的應用場景,D1025(精度:10&25 μm)則更適配毫米到厘米級的精密結構成型。

案例①:雙精度3D打印,賦能柔性傳感的性能躍遷
在一項發表于《ACS Sensors》的突破性工作中,哈爾濱工業大學姜力教授團隊致力于解決柔性壓力傳感器的經典矛盾:高靈敏度與寬范圍線性響應難以兼顧。
傳統基于固體微結構(如金字塔)的傳感器,在高壓下會因結構硬化而迅速飽和。團隊創新性地提出“空心微結構”與“梯度空心微結構”設計。空心結構大幅提升了介電層的可壓縮性;而梯度設計(大小金字塔交替排列)則能讓傳感器在低壓時由大結構響應,高壓時小結構接續工作,從而實現了從0到620 kPa的寬范圍內,同時保持626.9 kPa?1的高靈敏度和0.998的決定系數。
然而,如何制造出形狀規則、尺寸精準且內部空腔可控的“空心金字塔”模具是研究中的難點。團隊選用摩方精密雙精度3D打印設備:microArch? D0210,其中2μm精度用于制備具有凸起金字塔陣列的精密主模具,保證了每一個空心微結構幾何形狀的一致性。隨后,通過翻模得到PDMS軟模具,再澆鑄水凝膠,最終成功獲得了具有完美空心腔室的介電層薄膜。
DOI:10.1021/acssensors.5c03681
案例②:微流控芯片檢測性能跨級提升
在生物檢測與單細胞分析領域,微流控芯片是核心工具。然而,傳統二維平面流道中的樣本流,容易與通道底部發生非特異性吸附,導致信號背景噪音高、檢測靈敏度受限。
由曼徹斯特大學與墨爾本大學聯合團隊提出的解決方案,是設計一種集成噴嘴結構的3D打印微流控芯片,通過兩級鞘流實現可調的三維流體動力學聚焦。該創新微流控芯片的核心在于其獨特的噴嘴結構,該結構能夠將樣本流主動抬升至微通道底部上方,有效避免了顆粒與通道壁面的非特異性相互作用。通過結合自上而下的鞘流約束和下游收縮段的聚焦效應,該研究實現了顆粒在通過傳感區域時的三維精確定位。

而實現這一復雜三維結構的關鍵制造技術,正是摩方精密的面投影微立體光刻(PμSL)技術和復合精度光固化3D打印技術。研究團隊采用摩方精密microArch? D1025(精度:10&25 μm)3D打印系統,以HTL樹脂為材料,一次性成功成型了包含120 μm半徑噴嘴、800 μm寬主通道以及100 μm寬收縮段的多尺度集成微流控芯片。
DOI:10.1016/j.snb.2025.139050
雙精度3D打印的價值,賦能科研創新全周期
以上科研案例,均使用到摩方精密雙精度3D打印系統,不僅實現了設計自由度的提升,也大幅縮短了從概念到原型的制作周期,為最終器件性能測試提供了可靠性保障。
D0210和D1025也是摩方精密面向科研與工業應用的代表性設備,專注于實現“高精度+高效率+跨尺寸”的復合性能。不管是在微流控芯片、傳感器微結構等高精密器件制造中,都可以被精準、高效復刻。使得“設計?制造?測試”的迭代流程空前高效,大幅提升創新探索的速度與深度。
從微流控、柔性電子,到生物醫療、精密光學,各尖端領域對復雜三維微結構的需求正持續增長。摩方精密雙精度3D打印microArch? D系列設備,以極限精度、靈活制造、廣泛材料適配的綜合能力,持續支撐全球科研創新將前瞻構想高效轉化為現實成果,成為推動技術實現的關鍵工具。