3D打印有兩個不同的發(fā)展方向。一個是宏觀方面，即大尺寸3D打印技術(shù)；另一個是微觀方面，即能夠制造精確結(jié)構(gòu)的3D打印技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)被稱為微納尺度3D打印。深圳市摩方材料有限公司是精密結(jié)構(gòu)3D打印技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。

莫方材料的專有技術(shù)被稱為“P μ LSE”(投影光刻立體曝光)，即“表面投影光刻”，由UV固化樹脂模壓而成。這種3D打印技術(shù)可以制造微型彈簧、異形電子連接器等小型機(jī)械零件，甚至心血管支架等極其復(fù)雜的醫(yī)療器械。

δ微納3D打印

微納尺度3D打印是世界上最先進(jìn)的制造領(lǐng)域之一。復(fù)雜的三維微納結(jié)構(gòu)在微納機(jī)電系統(tǒng)、精密光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、組織工程、新材料、新能源、高清顯示、微流控器件、微納光學(xué)器件、微納傳感器、微納電子學(xué)、生物芯片、光電子學(xué)、印刷電子學(xué)等領(lǐng)域具有巨大的產(chǎn)業(yè)需求。

莫桑比克簡介

說到魔方材料，一句話就說明它是微納尺度3D打印和顛覆性精密加工能力的解決方案提供商。目前莫桑比克資深科學(xué)家有麻省理工學(xué)院聯(lián)合創(chuàng)始人、終身教授方玄來教授、美國工程院院士、光學(xué)專家威廉·普盧默教授、被譽(yù)為“全球光學(xué)之父”的莫嘉里教授。

Mofang的微納3D打印技術(shù)被麻省理工學(xué)院科技評論(MIT Science and Technology Review)評為2015年全球十大顛覆性技術(shù)突破第二名，也是全球四大該領(lǐng)域前沿團(tuán)隊(duì)中唯一的中國團(tuán)隊(duì)。

δ微納米級3D打印

微納制造，精密必須實(shí)現(xiàn)

眾所周知，傳統(tǒng)切割，包括機(jī)械切割、激光切割和超聲波切割，都屬于材料還原制造。材料縮減制造中最困難的部分之一是裝配。特別是在微尺度結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，添加制造去除了裝配的難度，甚至可以取代裝配步驟。在印刷精度方面，傳統(tǒng)加工制造很難達(dá)到更高的精度，而顯微印刷很容易達(dá)到10微米以下。

δ三維晶格模型

δ微彈簧

δ超高XY打印精度

3D打印的潛在優(yōu)勢體現(xiàn)在批量個性化制造上。在宏觀領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)批量制造相對困難；微結(jié)構(gòu)3D打印領(lǐng)域?yàn)榇笠?guī)模個性化制造提供了可能。

方玄來教授給我們舉了一個例子:第一代集成電路只有四個單元，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，今天的集成電路有幾千萬個單元，這是隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，精細(xì)度不斷提高的結(jié)果。比如手機(jī)上一個攝像頭的成本可以是幾塊錢，而傳統(tǒng)的單邊攝像頭的成本是幾千塊錢。3D打印的微精度結(jié)構(gòu)顯示了它在這些領(lǐng)域的價值。

δ微縮藝術(shù):唐代佛像

δ微縮藝術(shù):無錫宇飛峰

δ生物支架

δ三維晶格模型

不是競爭對手，而是重要的補(bǔ)充

我們知道德國公司Nanoscribe和莫桑比克的技術(shù)路線差不多。2017年，其收入已達(dá)數(shù)千萬美元，已售出150套設(shè)備，主要來自3D打印機(jī)銷售和微制造服務(wù)。雖然Nanoscibe的技術(shù)路線和莫桑比克類似，但是針對的用戶不同。

δ Nanoscribe雙光子3D打印(來源:Nanoscribe)

目前Nanoscibe雖然賣出了150套設(shè)備，但在市場上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足。莫桑比克認(rèn)為，工業(yè)市場仍有更大的需求，其應(yīng)用非常廣泛空。莫桑比克的真正目標(biāo)不是取代Nanoscibe，而是升級傳統(tǒng)的生產(chǎn)和加工設(shè)備，類似于傳統(tǒng)的注射成型。所以我們需要更多的用戶去理解和配合，去拓展自己的認(rèn)知。3D打印真正融入生產(chǎn)鏈，才能培育這個市場。

據(jù)了解，深圳市摩方材料科技有限公司自主研發(fā)的3D打印系統(tǒng)已被麻省理工學(xué)院、麻省理工學(xué)院、南京大學(xué)、Xi交通大學(xué)、中國科學(xué)院納米技術(shù)研究所、香港城市大學(xué)等世界頂尖科研機(jī)構(gòu)所采用。

nanoArchP140是一種用于墨方材料的三維打印設(shè)備，采用PμLSE(表面投影微立體光刻)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)多材料微納尺度的高精度三維打印

3D打印高精度眼鏡無限前景

中國鏡框鏡片市場平均年銷售額600億元，其中鏡片市場180億元(相比之下，整個中國3D打印市場不到100億元)。在整個鏡片行業(yè)中，鏡片設(shè)計、驅(qū)動控制軟件、模具加工、高折射樹脂材料合成等技術(shù)含量較高的環(huán)節(jié)都是由美國、歐洲、日本等海外公司控制的。3D打印鏡頭將是技術(shù)應(yīng)用的重大突破。

傳統(tǒng)眼鏡鏡片以25度為基準(zhǔn)。也就是100度，125度，150度...然而，人眼是一個復(fù)雜的器官，每只眼睛都是不同的。據(jù)此，莫方提出了一種新型微納3D打印鏡頭，具有先進(jìn)的5度精度和定制化生產(chǎn)，將為大眾帶來更多健康、定制化的鏡頭。

5度驗(yàn)光讓患者選擇更精準(zhǔn)的鏡片，讓眼睛得到放松。經(jīng)過大量用戶的日常佩戴，在清晰度和舒適度方面都有了很大的提高。

3D打印鏡頭對于眼鏡行業(yè)的意義，和活字打印對于出版業(yè)的意義是一樣的。這項(xiàng)新技術(shù)可以帶來更快、更經(jīng)濟(jì)、更靈活、更精確的鏡頭生產(chǎn)。我們相信，這項(xiàng)技術(shù)可以讓視力障礙者獲得更舒適、更光明的未來。

獨(dú)特的3D打印材料

我們介紹了方玄來教授對三維打印熱縮超材料的研究和開發(fā)。方玄來教授告訴我們，除了這種超材料，最近《自然》雜志上還發(fā)表了一項(xiàng)新的研發(fā)成果——磁性機(jī)器人。磁場驅(qū)動的機(jī)器人可以在短時間內(nèi)改變其構(gòu)型，并按照預(yù)期的設(shè)計變形。這種快速響應(yīng)和磁場驅(qū)動的特性只有在微觀條件下才能實(shí)現(xiàn)，而在宏觀場則找不到這樣的例子。只有尺寸足夠小，才能提高響應(yīng)速度，對外場的響應(yīng)變形更加明顯。

δ負(fù)熱膨脹多材料樣品

未來:更多應(yīng)用

在其他領(lǐng)域，摩洛哥仍處于早期階段，但我們看到了無限的前景。微納3D打印可以實(shí)現(xiàn)無數(shù)精密器件，如心血管支架、內(nèi)窺鏡、特定電子連接器等。這些領(lǐng)域融入國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈還需要一段時間。

δ生物支架

δ微納3D打印微流控樣品

像所有新興技術(shù)一樣，微納3D打印變得更加復(fù)雜、強(qiáng)大和便宜。當(dāng)然，當(dāng)新技術(shù)出現(xiàn)時，他們也將面臨一定的挑戰(zhàn)。借用一句行話:“追求越極端，挑戰(zhàn)越大”。我們相信，未來微納尺度的3D打印可以在更多的領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。