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應(yīng)用實(shí)例|STFC-UKRI:用于高功率激光實(shí)驗(yàn)的高精度微流控裝置

更新時(shí)間:2023-10-24點(diǎn)擊次數(shù):523

英國科學(xué)與技術(shù)設(shè)施委員會(huì)(STFC-UKRI)中央激光研究所,微靶制造科學(xué)家們正積極投身于高功率激光實(shí)驗(yàn)的微靶研究。新一代激光器提升了重復(fù)頻率(高達(dá)10Hz),這讓高重復(fù)制靶法成為了重要的研究途徑。

在這些高功率激光實(shí)驗(yàn)中,科學(xué)家們依賴微流控裝置實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)的液體片靶。然而,他們發(fā)現(xiàn),依賴傳統(tǒng)的機(jī)械加工或蝕刻來制造微流控通道,既耗時(shí)又昂貴。因此,研究小組正在尋求一種創(chuàng)新的解決方案,以便能夠快速制作新的靶設(shè)計(jì)幾何體原型來滿足他們的實(shí)驗(yàn)需求。

 

01、研究開發(fā)靶

研究團(tuán)隊(duì)利用微流控設(shè)計(jì)了一種液體靶,當(dāng)液體從微通道流出時(shí)產(chǎn)生了液體葉片靶。通道的設(shè)計(jì)會(huì)直接影響到葉片的質(zhì)量,通過葉片的寬度和厚度判斷。設(shè)計(jì)目標(biāo)為制造出寬度為幾毫米、厚度為幾百納米的葉片,以實(shí)現(xiàn)高精度實(shí)驗(yàn)需求。

圖1:當(dāng)液體從通道中流出時(shí)產(chǎn)生的液體葉片靶

由于液體的行為隨通道的變化而變化,因此通道設(shè)計(jì)對(duì)實(shí)驗(yàn)來說尤為關(guān)鍵。需要平滑的通道以減少湍流,同時(shí)要嚴(yán)格控制出口的形狀,因?yàn)樗鼘?duì)最后的葉片質(zhì)量起到重要影響。

 

02、精密3D打印制造通道

為了創(chuàng)建液體片,該團(tuán)隊(duì)利用摩方精密microArch® S240打印出 20mm x 15mm x 5mm 的結(jié)構(gòu),其中有一個(gè)30μm 深的通道和一個(gè) 100μm 的出口。當(dāng)然,與微型且精確的通道相比,該結(jié)構(gòu)尺寸相對(duì)較大。但使用摩方精密設(shè)備打印較大的零件時(shí),可同時(shí)保持通道所需的精度和準(zhǔn)確度。

現(xiàn)今通道選用鎢材質(zhì),得益于鎢能實(shí)現(xiàn)精確加工。在這種背景下,研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用摩方精密 microArch®系列設(shè)備的高精度 3D 打印系統(tǒng),迅速準(zhǔn)確地構(gòu)建通道,為科研和快速原型設(shè)計(jì)提供了高效且成本較低的解決方案。

圖2:原鎢件

圖3:高精度3D打印制造零件的特定部分

原文鏈接:https://bmf3d.com/resource/high-precision-microfluidic-devices-for-high-power-laser-experiments/

 

microArch® S240

microArch® S240 作為摩方精密一款面向工業(yè)批量生產(chǎn)的超高精密3D打印機(jī),不僅榮獲全球光電科技領(lǐng)域最高獎(jiǎng)—"棱鏡獎(jiǎng)(Prism Award)",且具有以下突出特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì):

高公差低層厚:光學(xué)精度高達(dá)10μm,±25µm的加工公差,打印層厚10~40μm;

打印體積擴(kuò)大:滿足工業(yè)打印的需求,可達(dá)100mm×100mm×75mm,實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的小部件產(chǎn)量;

打印速度提升:最高提升10倍以上,快速縮短加工周期,為客戶節(jié)省時(shí)間和成本;

多種材料支持:支持多種高粘度陶瓷漿料(≤20000cps),以及耐候性工程光敏樹脂、磁性光敏樹脂等功能性復(fù)合材料的打印;

應(yīng)用領(lǐng)域廣泛:超高精度、擴(kuò)大的打印體積和多材料兼容性,滿足客戶在尺寸、性能和效率方面的多重需求。

摩方精密作為目前可以生產(chǎn)最高精度達(dá)到2μm精度,微尺度3D打印技術(shù)精密加工能力解決方案提供商,會(huì)持續(xù)專注于精密器件免除模具一次成型能力的研發(fā),為客戶提供制造復(fù)雜三維微納結(jié)構(gòu)技術(shù)解決方案。