摩方nanoArch M160 科研级高精度微尺度3D打印系统

摩方nanoArch M160 科研级高精度微尺度3D打印系统

及其在柔性电子与软机器人领域应用

nanoArch 系列可以实现高精度微尺度3D打印的设备系统，它采用的是面投影微立体光刻（PμLSE：Projection Micro Litho Stereo Exposure）技术。该技术使用高精密紫外光刻投影系统，将需打印图案投影到树脂槽液面，在液面固化树脂并快速微立体成型，从数字模型直接加工三维复杂的模型和样件，完成样品的制作。

科研级3D打印系统

nanoArch M160是科研级3D打印系统，本套系统使用了自动化的多材料送料系统，兼顾高精度和多材料打印，可支持同时打印4种树脂基复合材料进行层间或层内多材料3D打印，适用于基础理论验证及原理创新研究，适合高校和研究机构用于科学研究及应用创新。其主要应用在点阵结构材料、功能梯度材料、超材料、复合材料、复杂微流控，多材料4D打印等方面。

打印材料：

   。硬性树脂（R-160-50系列）

   。柔性树脂（S-160-50 系列）

   。韧性树脂（T-160-50 系列）

   。生物医疗树脂（B-160-50 系列）

 
系统特性：

   。供料系统和涂层技术     

   。具有高精度微尺度多材料的打印能力

   。光学监控系统，自动对焦功能

   。光源稳定性

   。完善的配套设备及组件

案例集锦：

------摩方微纳3D打印在柔性电子应用------

应用领域：

柔性压电材料及器件；

导电水凝胶与可拉伸电子器件；

软机器人与微操纵；

生物医疗体内机器人及定制化微型内窥镜；

液态金属可修复超材料与形状记忆器件。

1、柔性压电材料及器件

美国弗吉尼亚理工大学的郑小雨（Rayne Zheng）教授及其实验室的博士团队使用3D打印的方式实现了新型压电材料的制造，并且采用这种方法制备了具有高压电特性的材料，实现电压在任意方向可被放大、缩小和反向的特征。

多功能柔性可穿戴智能材料

通过电压激活后能够设计和制造出一系列新型智能材料。该三维材料具有任意形状，任意内部结构复杂度，并且每一个节点、单元和材料本身任意部位均具有压电感应功能，无需任何附加传感器即可实现电压输出。根据该材料的特性，开发出了柔性压电材料，为将来可穿戴柔性器件开发做好基础准备。

打印的柔性材料薄片（弗吉尼亚理工大学）

2、可拉伸导电水凝胶

湖南大学王兆龙课题组《Research》：基于PμSL 3D打印的超拉伸抗冻导电水凝胶能够耐受-115℃极高导电能力的水凝胶体系，实现了极低温条件下的可穿戴设备运动信号检测及脑电信号高精度采集。

3、软机器人应用：

中科院沈阳自动化所刘连庆研究员课题组：利用气泡作为微型机器人实现零件的操纵和装配，这些微型机器人可以移动、固定、抬起和放下微型零件，并将它们集成在一起，形成紧密连接的实体。

装配过程和实验系统示意图。A) 燕尾形零件的装配过程。B) 系统的示意图。

微型机器人小车结构的装配过程及运动

4、生物医学领域

香港城市大学生物医学工程系申亚京教授带领的研究团队开发了一款毫米级的软连续体机器人，其在线控和磁场的混合驱动模式下同时拥有大转角和高精度操作能力。为了实现毫米级外形尺寸的混合驱动，该团队基于摩方精密（BMF）超高精度光固化3D打印机nanoArch P140打印出超薄的镂空型机器人骨架（长度30mm，外径3.0mm，壁厚300μm），并在薄壁上形成150μm的贯穿孔用于腱索的布置。此外，该团队通过在机器人骨架外表面涂覆铁磁弹性体薄层（100~150μm）来获得磁响应性能。所提出的混合驱动软连续体机器人能实现约100°的大角度导向以及高精度（静定位精度低至2μm，动态跟踪精度低至10μm）的微操作。

高精密3D打印技术在医用内窥镜行业创新应用

微型化和定制化也将成为未来医用内窥镜重点发展的方向之一。

5、液态金属力学超材料

目前的金属微点阵力学超材料具有轻、高比强度等特性，在无人机机翼、小微型电子器械等器件上具有很好的应用前景。但是，目前这类力学超材料的韧性较差，且在服役过程中容易脆断失效。为了提高韧性，香港城市大学机械工程学系陆洋教授领导的研究团队开发了液态金属-聚合物微点阵力学超材料。该材料不仅有良好的韧性，而且充分利用低温度范围下液态金属的特性，实现了类似科幻电影中复杂形态液态金属的自我修复功能。该项研究成果发表在国际知名期刊《Small》（https://doi.org/10.1002/smll.202004190）。

液态金属-高分子点阵力学超材料良好的形状记忆效应