纳米技术与精密工程微纳米3D打印技术：开启精密制造之门

3D打印有两个不同的发展方向。一个是宏观方面，即大尺寸3D打印技术；另一个是微观方面，即能够制造精确结构的3D打印技术。这项技术被称为微纳尺度3D打印。深圳市摩方材料有限公司是精密结构3D打印技术领域的领导者。

莫方材料的专有技术被称为“P μ LSE”(投影光刻立体曝光)，即“表面投影光刻”，由UV固化树脂模压而成。这种3D打印技术可以制造微型弹簧、异形电子连接器等小型机械零件，甚至心血管支架等极其复杂的医疗器械。

δ微纳3D打印

微纳尺度3D打印是世界上最先进的制造领域之一。复杂的三维微纳结构在微纳机电系统、精密光学、生物医学、组织工程、新材料、新能源、高清显示、微流控器件、微纳光学器件、微纳传感器、微纳电子学、生物芯片、光电子学、印刷电子学等领域具有巨大的产业需求。

莫桑比克简介

说到魔方材料，一句话就说明它是微纳尺度3D打印和颠覆性精密加工能力的解决方案提供商。目前莫桑比克资深科学家有麻省理工学院联合创始人、终身教授方玄来教授、美国工程院院士、光学专家威廉·普卢默教授、被誉为“全球光学之父”的莫嘉里教授。

Mofang的微纳3D打印技术被麻省理工学院科技评论(MIT Science and Technology Review)评为2015年全球十大颠覆性技术突破第二名，也是全球四大该领域前沿团队中唯一的中国团队。

δ微纳米级3D打印

微纳制造，精密必须实现

众所周知，传统切割，包括机械切割、激光切割和超声波切割，都属于材料还原制造。材料缩减制造中最困难的部分之一是装配。特别是在微尺度结构领域，添加制造去除了装配的难度，甚至可以取代装配步骤。在印刷精度方面，传统加工制造很难达到更高的精度，而显微印刷很容易达到10微米以下。

δ三维晶格模型

δ微弹簧

δ超高XY打印精度

3D打印的潜在优势体现在批量个性化制造上。在宏观领域，实现批量制造相对困难；微结构3D打印领域为大规模个性化制造提供了可能。

方玄来教授给我们举了一个例子:第一代集成电路只有四个单元，经过几十年的发展，今天的集成电路有几千万个单元，这是随着科学技术的进步，精细度不断提高的结果。比如手机上一个摄像头的成本可以是几块钱，而传统的单边摄像头的成本是几千块钱。3D打印的微精度结构显示了它在这些领域的价值。

δ微缩艺术:唐代佛像

δ微缩艺术:无锡宇飞峰

δ生物支架

δ三维晶格模型

不是竞争对手，而是重要的补充

我们知道德国公司Nanoscribe和莫桑比克的技术路线差不多。2017年，其收入已达数千万美元，已售出150套设备，主要来自3D打印机销售和微制造服务。虽然Nanoscibe的技术路线和莫桑比克类似，但是针对的用户不同。

δ Nanoscribe双光子3D打印(来源:Nanoscribe)

目前Nanoscibe虽然卖出了150套设备，但在市场上还远远不能满足。莫桑比克认为，工业市场仍有更大的需求，其应用非常广泛空。莫桑比克的真正目标不是取代Nanoscibe，而是升级传统的生产和加工设备，类似于传统的注射成型。所以我们需要更多的用户去理解和配合，去拓展自己的认知。3D打印真正融入生产链，才能培育这个市场。

据了解，深圳市摩方材料科技有限公司自主研发的3D打印系统已被麻省理工学院、麻省理工学院、南京大学、Xi交通大学、中国科学院纳米技术研究所、香港城市大学等世界顶尖科研机构所采用。

nanoArchP140是一种用于墨方材料的三维打印设备，采用PμLSE(表面投影微立体光刻)技术，实现多材料微纳尺度的高精度三维打印

3D打印高精度眼镜无限前景

中国镜框镜片市场平均年销售额600亿元，其中镜片市场180亿元(相比之下，整个中国3D打印市场不到100亿元)。在整个镜片行业中，镜片设计、驱动控制软件、模具加工、高折射树脂材料合成等技术含量较高的环节都是由美国、欧洲、日本等海外公司控制的。3D打印镜头将是技术应用的重大突破。

传统眼镜镜片以25度为基准。也就是100度，125度，150度...然而，人眼是一个复杂的器官，每只眼睛都是不同的。据此，莫方提出了一种新型微纳3D打印镜头，具有先进的5度精度和定制化生产，将为大众带来更多健康、定制化的镜头。

5度验光让患者选择更精准的镜片，让眼睛得到放松。经过大量用户的日常佩戴，在清晰度和舒适度方面都有了很大的提高。

3D打印镜头对于眼镜行业的意义，和活字打印对于出版业的意义是一样的。这项新技术可以带来更快、更经济、更灵活、更精确的镜头生产。我们相信，这项技术可以让视力障碍者获得更舒适、更光明的未来。

独特的3D打印材料

我们介绍了方玄来教授对三维打印热缩超材料的研究和开发。方玄来教授告诉我们，除了这种超材料，最近《自然》杂志上还发表了一项新的研发成果——磁性机器人。磁场驱动的机器人可以在短时间内改变其构型，并按照预期的设计变形。这种快速响应和磁场驱动的特性只有在微观条件下才能实现，而在宏观场则找不到这样的例子。只有尺寸足够小，才能提高响应速度，对外场的响应变形更加明显。