青島五維智造 積微納3D打印

青島五維智造科技有限公司是一家技術(shù)領(lǐng)先的微納結(jié)構(gòu)增材制造和多材料3D打印整體解決方案提供商，以山東省增材制造工程技術(shù)研究中心和青島市3D打印工程研究中心團(tuán)隊(duì)為技術(shù)依托，專注于微納3D打印、多材料3D打印、結(jié)構(gòu)電子3D打印等高性能增材制造裝備和材料的研發(fā)以及工業(yè)化應(yīng)用，為用戶提供定制化的整體解決方案。公司擁有電場驅(qū)動(dòng)噴射沉積微納3D打印和多材料主動(dòng)混合3D打印兩項(xiàng)原創(chuàng)性的關(guān)鍵核心技術(shù)，提供微納3D打印機(jī)、復(fù)合材料3D打印機(jī)、結(jié)構(gòu)電子3D打印機(jī)三大系列產(chǎn)品和服務(wù)。團(tuán)隊(duì)核心成員擁有超過二十年的科研及工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。公司始終堅(jiān)持以客戶為中心，以“創(chuàng)新、誠信、專注、共贏、服務(wù)”為發(fā)展宗旨，竭誠為所有客戶提供優(yōu)良的增材制造裝備和高品質(zhì)的服務(wù)。五維智造致力于成為微納尺度3D打印和功能梯度材料3D打印的先行者和領(lǐng)導(dǎo)者。

電場驅(qū)動(dòng)噴射沉積微納3D打印技術(shù)
    微納增材制造（微納尺度3D打�。�屬增材制造和微納制造的前沿方向，微納尺度3D打印被美國麻省理工學(xué)院《技術(shù)評論》列為2014年十大具有顛覆性的新興技術(shù)。當(dāng)前微納3D打印基本上被德國、美國等少數(shù)國家所壟斷。本中心提出并建立一種原創(chuàng)性的微納增材制造新技術(shù)—電場驅(qū)動(dòng)噴射沉積微納3D打印。它利用自激發(fā)靜電場以及電流體動(dòng)力學(xué)縮頸效應(yīng)實(shí)現(xiàn)錐射流微噴射成形1D（微液滴或者微熔滴）和2D（微細(xì)線或者納米纖維）微納結(jié)構(gòu)，并結(jié)合電荷誘導(dǎo)自對正多層精準(zhǔn)堆積，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜3D微納結(jié)構(gòu)增材制造。為了滿足實(shí)際工程應(yīng)用中同時(shí)兼顧打印精度和打印效率，提出三種全新的可自由切換的打印模式：微擠出模式；脈沖錐射流模式；連續(xù)錐射流模式，根據(jù)成形件的具體特征結(jié)構(gòu)要求，打印過程采用相匹配的打印模式，實(shí)現(xiàn)大面積宏/微結(jié)構(gòu)跨尺度制造。對于電場驅(qū)動(dòng)噴射沉積微納3D打印技術(shù)，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)從成型原理、理論模型、數(shù)值模擬、關(guān)鍵技術(shù)和裝備、實(shí)驗(yàn)研究和工藝優(yōu)化、重要工程應(yīng)用等多個(gè)方面開展了系統(tǒng)的研究，相關(guān)研究成果已經(jīng)在國際頂尖期刊《Advanced Materials》、國內(nèi)頂尖期刊《科學(xué)通報(bào)》和《中國科學(xué)》等發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文26篇，授權(quán)美國和中國發(fā)明專利12項(xiàng)，獲軟件著作版權(quán)4項(xiàng)，美國、瑞典、新加坡等國際會(huì)議邀請報(bào)告10次。此外，開發(fā)了國內(nèi)首臺(tái)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電場驅(qū)動(dòng)噴射沉積微納3D打印機(jī)，并在透明電極、柔性透明導(dǎo)電膜、透明電加熱、透明電磁屏蔽、可降解心血管支架、高性能組織支架、紙基電子、柔性電子、3D結(jié)構(gòu)電子等多個(gè)工程領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用示范。

基于多材料和多尺度3D打印柔性混合電子制造技術(shù)
    柔性混合電子（Flexible Hybrid Electronics, FHE）是新一代電子產(chǎn)品，它結(jié)合了傳統(tǒng)剛性電子元件和新興柔性電子/可拉伸電子產(chǎn)品二者的優(yōu)勢，在可穿戴電子、軟體機(jī)器人、電子皮膚、生物醫(yī)療電子、健康監(jiān)測、可植入電子、物聯(lián)網(wǎng)等諸多領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用。針對現(xiàn)有的制造技術(shù)難以滿足柔性混合電子制造的多材料、宏/微/納跨尺度、多層3D結(jié)構(gòu)共形制造要求。中心提出一種基于多材料和多尺度3D打印柔性混合電子制造新技術(shù)，它能實(shí)現(xiàn)對柔性襯底材料、導(dǎo)電材料、功能結(jié)構(gòu)材料、介電材料、封裝材料等多種異質(zhì)材料的宏/微跨尺度制造以及剛性/柔性電子元件在柔性基板中的嵌入集成，具有多種圖案化功能包括點(diǎn)、線、面（膜）、三維體結(jié)構(gòu)。該技術(shù)不僅能夠完成柔性混合電子的制造，尤其是能實(shí)現(xiàn)柔性基板、剛性/柔性電子元器件、柔性連接電路、功能層、介電層、系統(tǒng)級(jí)封裝的一體化集成制造，具有多材料跨尺度制造和多層柔性結(jié)構(gòu)一體化制造的功能。基于提出的制造原理，并結(jié)合多材料和多尺度3D打印技術(shù)，研制出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的柔性混合電子3D打印機(jī)。

基于多材料主動(dòng)混合的復(fù)合/功能梯度材料高分辨3D打印技術(shù)
    針對當(dāng)前聚合物基復(fù)合材料成型存在打印分辨率低、打印材料受限、成型結(jié)構(gòu)較為簡單、工序復(fù)雜等方面的不足和局限性，尤其還面臨難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)功能梯度材料和復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)件一體化制造，即能按照材料的不同組分和配比實(shí)現(xiàn)連續(xù)功能梯度材料和結(jié)構(gòu)件的制造，又能根據(jù)微結(jié)構(gòu)的變化實(shí)現(xiàn)連續(xù)功能梯度材料和結(jié)構(gòu)件的制造。基于中心擁有的多材料主動(dòng)混合和電場驅(qū)動(dòng)噴射沉積兩項(xiàng)核心技術(shù)，提出一種多材料主動(dòng)混合聚合物基復(fù)合/功能梯度材料高分辨率3D打印技術(shù)，它能實(shí)現(xiàn)聚合物基復(fù)合材料高分辨率復(fù)雜3D結(jié)構(gòu)的制造，以及宏/微結(jié)構(gòu)跨尺度高效制造，尤其是結(jié)合主動(dòng)和被動(dòng)混合能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)功能梯度材料和結(jié)構(gòu)一體化制造。該技術(shù)適合的打印材料種類和類型（顆粒材料、粉體材料、溶液材料等）廣泛，根據(jù)打印材料體系的不同，開發(fā)出熱塑性聚合物基和光/熱固化聚合物基復(fù)合材料兩款復(fù)合/功能梯度材料高分辨3D打印裝備，具有材料混合均勻，打印精度和效率高，模塊化配置，滿足不同用戶的需求。該技術(shù)和裝備可應(yīng)用于高電壓絕緣子、柔性電子功能梯度襯底、可穿戴設(shè)備、生物醫(yī)療、電子皮膚、復(fù)合材料、功能梯度材料等諸多領(lǐng)域和行業(yè)。

面向大面積微納結(jié)構(gòu)批量化制造的復(fù)合微納米壓印光刻技術(shù)
微納技術(shù)是繼信息技術(shù)、生物技術(shù)之后，21世紀(jì)最具有發(fā)展?jié)摿Φ母咝录夹g(shù)，是未來十年高增長戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新的增長點(diǎn)。微納制造技術(shù)是微納科技的支撐、保障和核心，微納制造已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家制造水平的重要標(biāo)志，成為支撐新一代信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)、節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、新材料產(chǎn)業(yè)、新能源等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)。

    微納結(jié)構(gòu)制造（微納米圖形化）被認(rèn)為是微納制造技術(shù)的核心，尤其是高效、低成本批量化制造大面積微納結(jié)構(gòu)的工藝和裝備是實(shí)現(xiàn)微納器件和產(chǎn)品（如光子晶體LED、納米圖形化藍(lán)寶石襯底、晶圓級(jí)光學(xué)器件、太陽能光伏電池板、抗反射和自清潔玻璃、新一代高清平板顯示、柔性電子等）從實(shí)驗(yàn)室走向大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用根基。但是，大面積微納結(jié)構(gòu)高效低成本批量化制造一直是當(dāng)前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界面臨亟待突破的難題。尤其是大尺寸非平整剛性襯底和易碎襯底大面積圖形化面臨更大的挑戰(zhàn)。為了解決在大尺寸非平整剛性襯底和易碎襯底上高效低成本批量化制造大面積微納結(jié)構(gòu)這一挑戰(zhàn)性難題，本中心提出一種面向大面積微結(jié)構(gòu)批量化制造的復(fù)合微納米壓印光刻新工藝，它結(jié)合了平板型微納米壓印和輥輪型微納米壓印的優(yōu)勢，利用輥輪、復(fù)合軟模具、工作臺(tái)、氣體輔助系統(tǒng)（正負(fù)壓順序快速切換）的相互協(xié)作和密切配合，自動(dòng)完成大面積壓�。�順序線接觸施壓）和揭開式脫模，實(shí)現(xiàn)在超大尺寸非平整和易碎硬質(zhì)襯底上大面積微納結(jié)構(gòu)高效低成本批量化制造。圖1 是超大尺寸非平整剛性襯底微納米圖形化復(fù)合微納米壓印原理和工作流程示意圖。復(fù)合納米壓印光刻技術(shù)與裝備大面積微結(jié)構(gòu)批量化制造提供了一種具有工業(yè)化應(yīng)用前景的全新解決方案，尤其是在AR/MR衍射光波導(dǎo)斜光柵的批量化制造方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

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