摩方材料顛覆式創新解決高精度3D列印的技術難點

3D 列印，又稱增材製造（Additive Manufacturing，AM），是對於傳統工業生產的一種變革性製造方法。傳統的減材製造工藝是指利用已有的幾何模型工件，用工具將材料逐步切削、打磨、雕刻，最終成為所需的零件。而 3D列印恰恰相反，藉助於3D 列印設備，對數字三維模型進行分層處理，將金屬粉末、熱塑性材料、樹脂等特殊材料一層一層地不斷堆積黏結，最終疊加形成一個三維整體。

據前瞻產業研究院數據統計，全球3D列印市場規模由2012年的23億美元增加至2018年的96.8億美元，年均複合增長率為28.4%；預計到2023年，其市場規模將達到350億美元。

近年來，隨著3D列印研發技術的不斷突破，3D列印已經成功應用於航空航天、醫療、建築、汽車等領域，並不斷取得突破性進展。尤其高精度3D列印，因其具有高效率、高精度的顯著特性，目前主要應用已從前期科研、模具製造等環節，拓展至非常廣泛的精細複雜功能性部件小批量製造的應用領域，涉及5G通信、精密醫療、微電子、微機械、微加工、聲學等多個高端科技行業。

在實際加工過程中，高精度3D列印存在高解析度實現、極小公差控制、大幅面製作下加工速度的保證、與精度相匹配的更高材料要求等諸多挑戰與困難。在推動和踐行高精度3D列印應用方案實施的過程中，摩方材料顛覆式創新解決了高精度3D列印的技術難點，為推動高精度3D列印行業的發展發揮了無可替代的作用。

全球領先2μm列印精度，樹立高精度3D列印全球領軍企業標杆

精度越高，列印交付的成品質量也就越高，因此對於高精度3D列印而言，首要突破的技術難點是列印精度，即光學解析度：投影光單個像素點的大小。深圳摩方材料採用的是面投影微立體光刻技術（Projection Micro Stereolithography, PμSL），是一種面投影光固化3D列印技術，適用於製作微尺度的複雜三維結構，有著高解析度、高精度、跨尺度加工、適用材料廣、加工效率高、加工成本低等諸多特點。

摩方材料已經量產的產品nanoArch 3D列印系統包含2μm/10μm/25μm列印精度，其nanoArch 130系列3D印表機的最高光學解析度可達2μm。在此基礎上可實現2 μm線寬二維網格線條和8.5 μm杆徑三維點陣（如圖）。

加工公差控制在±10-25μm，創行業領先PμSL光固化3D列印技術

除了能實現2μm的超高列印精度，PμSL精密3D列印技術將公差控制在±10-25μm，這在行業處於領先優勢。PμSL使用高精度紫外光刻投影系統，將需要列印的三維模型分層投影至樹脂液面，分層製造逐層累加快速進行光固化無模具成型，最終從數字模型直接加工得到立體樣件。基於該技術原理的nanoArch系列3D列印設備，是目前行業極少能實現超高列印精度、高公差加工能力的3D列印系統。

最快15分鐘完成高精度3D列印，突破性列印速度或將顛覆精密製造

列印速度也是高精度3D列印要突破的技術難點之一。PμSL 3D列印技術的成型過程如下：首先使用建模軟體構建出三維結構模型；接著使用切片軟體對三維模型以一定大小的層厚進行切片處理，得到一系列具有特定圖案的二維圖片；然後採用PμSL 3D列印系統對切片後的每一層圖案進行整面投影曝光；反覆重複上一步驟並層層堆疊最終成型出所需的三維結構。此外，列印系統還可通過列印平臺的移動，進行大尺寸樣件的拼接列印，實現高精度、大幅面、跨尺度加工。

在列印速度上，摩方材料能實現最快15分鐘列印驗證（仿生槐葉萍模型：整體大小2 mm (L) × 2 mm (W) × 70 μm (H)，最小特徵尺寸5μm）。即將推出的新品S240 3D列印系統，其列印速度更是在原有3D列印系統基礎上創造性的提升7倍，可以極大的滿足研發階段的快速低成本驗證、工程階段的小批量加工、量產階段的精細產品批量加工需求。摩方材料突破性列印速度為精密製造業的發展帶來新的機遇和挑戰。

目前，深圳摩方材料PμSL 3D列印系統因其高效率、高精度、公差控制能力強等加工方面的突出優勢，已被工業界和學術界廣泛應用於複雜三維微結構加工。作為高精密增材製造領域的領軍企業，摩方材料已和眾多全球知名企業開展業務合作，包括3M、GE醫療、美國強生、日本電裝、安費諾、泰科電子等。其nanoArch系列高精密3D列印系統也已被清華大學、北京大學、浙江大學、北航、中石油、中科院、英國諾丁漢、德國德勒斯登理工、新加坡南洋理工等眾多全球頂級高校和科研機構所使用。