新技術(shù)使更高分辨率的DLP 3D打印成為可能

 近日，韓國(guó)研究人員已經(jīng)證明一種新的“wobulation”技術(shù)可以提高通過(guò)流動(dòng)光刻（flow lithography）制造的納米結(jié)構(gòu)的分辨率。該技術(shù)采用數(shù)字光處理（DLP）3D打印技術(shù)，并且可能會(huì)有多種應(yīng)用，如藥物運(yùn)送、生物檢測(cè)、細(xì)胞載體、組織工程和鑒定等。
流動(dòng)光刻是一種用來(lái)持續(xù)生成聚合物微結(jié)構(gòu)的方法。然而到現(xiàn)在為止，科學(xué)家們用流動(dòng)光刻所能創(chuàng)造出的納米結(jié)構(gòu)的分辨率水平仍然有限。現(xiàn)在，據(jù)天工社了解，來(lái)自韓國(guó)慶熙大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)并證明了新的wobulation技術(shù)。通過(guò)該技術(shù)，科學(xué)家已經(jīng)能夠把納米結(jié)構(gòu)的分辨率提高一個(gè)等級(jí)。

wobulation技術(shù)使用一個(gè)DLP投影機(jī)將光刻圖案投影到一個(gè)平面上。除了投影圖像的自動(dòng)分辨率外，研究人員意識(shí)到，通過(guò)在一個(gè)稍微不同的位置增加另一個(gè)重疊的投影機(jī)框架，終框架的分辨率將會(huì)更高。據(jù)研究團(tuán)隊(duì)說(shuō)，這可能意味著現(xiàn)有的DLP 3D打印機(jī)的質(zhì)量也會(huì)得到改進(jìn)。
DLP 3D打印機(jī)都配備了一個(gè)被稱為數(shù)字微鏡設(shè)備（Digital Micromirror Device，DMD）的微型機(jī)電裝置。DMD由一些可控的微型鏡子組成，負(fù)責(zé)投影到打印板上的紫外光圖案。這些投影圖案的分辨率與DMD的像素大小密切相關(guān)，事實(shí)證明，在保持一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的視場(chǎng)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)與其他光刻方法同樣的或更高的分辨率是非常具有挑戰(zhàn)性的。
wobulation技術(shù)為此提供了一個(gè)潛在的解決方案。慶熙大學(xué)的物理學(xué)家Wook Park解釋說(shuō)：“wobulation的工作原理很像當(dāng)兩個(gè)透明的格子背景堆疊在一起時(shí)，結(jié)果將是一個(gè)看起來(lái)更密集的格子，但格子的方形形狀依然明顯。如果我們將其中一層稍稍移動(dòng)一下以與另一層對(duì)齊，那么格子圖案的參差不齊的邊緣看起來(lái)將不那么明顯。同樣的，通過(guò)兩次曝光同一個(gè)紫外線圖案并盡量將兩層一致地重疊在一起，且將每層的曝光時(shí)間縮短一半，我們?cè)噲D更好來(lái)地定義光刻邊緣。通過(guò)應(yīng)用wobulation技術(shù)，我們實(shí)現(xiàn)了更高的分辨率?！?img src="https://statics.3618med.com/resources/3a/yn/gepvcwhedebptxssdklsrfpl.jpg" width="500" height="249" alt="" />

總的來(lái)說(shuō)，wobulation技術(shù)提供了一種在不犧牲視場(chǎng)的前提下提高DLP投影的分辨率的方法。以前，放大鏡被用來(lái)提高分辨率，但這不可避免地降低了視場(chǎng)。近，這項(xiàng)研究發(fā)表在了《Applied Physics Letters》上，將幫助科學(xué)家改進(jìn)藥物運(yùn)送、生物檢測(cè)、細(xì)胞載體、組織工程和鑒定等方面的DLP應(yīng)用。利用該技術(shù)，研究團(tuán)隊(duì)終希望能創(chuàng)造出更復(fù)雜的3D水凝膠微結(jié)構(gòu)，并建造一臺(tái)將微應(yīng)用流體學(xué)和3D打印技術(shù)結(jié)合在一起的3D打印機(jī)，從而使連續(xù)微載體和生物材料打印成為可能。
“開(kāi)發(fā)3D打印機(jī)的大挑戰(zhàn)之一是提高分辨率，”P(pán)ark補(bǔ)充說(shuō)，“通過(guò)應(yīng)用wobulation技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，我們希望能提高業(yè)已商業(yè)化的DLP 3D打印機(jī)的性能。”
（編譯自3Ders.org）