超高精度3D打印模具-翻模案例展示

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接上篇《托托科技：生物医疗领域的超高精度3D打印模具需求，涵盖微流控芯片、微针、仿生器件等》，基于超高精度3D打印技术，可快速、高效制作得到极小尺寸和高质量的微纳结构模具，且可通过间接倒模技术得到微米级通道的微流控芯片、生物活性微针、仿生微结构等（如图1）。倒模技术所借助的注模材料中，聚二甲基硅氧烷（PDMS）是一种具有良好光学透明性、生物相容性和化学惰性的弹性高分子聚合物材料，是用于制备模具的理想材料之一。

图1：利用3D打印模具并进行PDMS微流控芯片构建的示意图

然而，以目前的主流超高精度3D打印技术为例，如立体光刻（SLA）、数字光处理（DLP）及双光子聚合3D打印（TPP），均需借助光敏树脂，但在树脂母模打印件附近的光引发剂和未反应的单体会导致PDMS的固化抑制。因此，基于树脂的模具必须进行后处理以避免后期PDMS倒模所引起的通道缺陷、精度欠佳问题，其原理是进一步促进树脂单体的聚合或抑制光引发剂的浸出，从而限制浸出单体或光引发剂的风险。这类工艺包含：1.紫外+加热后处理；2.结构表面修饰涂覆等。针对超高精度3D打印树脂母模及便于倒模的市场需求，托托科技研发人员结合自研的织雀®系列3D光刻打印设备，通过结构表面功能化涂层的方式针对性地解决了PDMS固化抑制的技术痛点。以下为3D打印母模+PDMS倒模后的案例展示，供大家参考学习。   

微流控芯片

图2：织雀®系列PL-3D 打印微流控芯片阳模及倒模展示

（尺寸：16.18 mm × 7.68 mm × 8.8 mm，最小凹槽0.128 mm；光学精度：2 μm & 5 μm；材料：PR-W-Y-05）

a. 织雀®系列3D光刻打印设备可轻松实现不同纵深比的模具成型，且倒模后，凹槽表面无残留，可直接应用于微流控芯片的构建

微针

图3：织雀系列PL-3D 打印微针阳模及倒模展示

（尺寸：26.75 mm × 23.20 mm × 8.8 mm，针高2.15 mm，针底直径0.6 mm；光学精度：2 μm & 5 μm；材料：PR-W-Y-05）

a. 倒模后，微针表面无残留PDMS，不影响二次倒模

b. 凹槽设计，一个模型即可实现PDMS倒模及其他材料（聚乙烯醇、透明质酸等）的二次翻模

仿生微表面

图4：织雀®系列PL-3D 打印仿生微柱阳模及倒模展示

（尺寸：9.324 mm × 8.229 mm × 1.629 mm，柱高175 μm，柱间距223 μm；光学精度：2 μm & 5 μm；材料：PR-W-Y-05）

图5：神影 Miracle Vision系列3D显微镜对柱高为85 μm的微柱阳模及阴模表面进行非接触式形貌测量

（尺寸：5.22 mm × 4.81 mm × 1.26 mm，柱高85 μm，柱间距196 μm；光学精度：2 μm & 5 μm；材料：PR-W-Y-05）

织雀®系列3D光刻设备

织雀®系列3D光刻设备产品亮点

 光刻精度高达1 μm

 多精度自由切换(1 μm / 2 μm / 5 μm)

 支持多种树脂/陶瓷材料打印(适合新材料开发)

 支持在已有样品上进行对准驳接打印

 全画幅聚焦扫描

 最小可加工料池体积15 ml

织雀®系列3D光刻设备

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