面投影微立体光刻系统的开发和研究.pdfVIP

学兔兔 I 匐 出 面投影微立体光刻系统的开发和研究 Development of projection microstereolithography system 周庚侠 ，班书宝 ，吴东岷 ，顾济华’ ZHOU Geng—xia1,21 BAN Shu-bao1,21 WU Dong—rain2 GU Ji-hua (1．苏州大学 物理科学与技术学院。苏州215006；2．中国科学院 苏州纳米技术与纳米仿生研究所，苏州215125) 摘 要：面投影微立体光刻由于具有加工精确度高、分辨率高、速度快等特点而成为最有前途的微 立体加工技术之一。本文介绍了实验室开发的用于复杂器件制作的面投影微立体光刻系 统，该系统中采用LED模组作为光源，为了适用粘度大的固化材料的加工，设计新的树脂 槽和涂覆系统。对系统中使用的投影镜头的光学分辨率以及树脂的工作曲线进行了测量， 系统的加工横线分辨率可以达到1 4 。利用该系统成功制作了齿轮的模型。 关键词：面投影微立体光刻；复合材料；MTF测量；树脂固化曲线 中图分类号：TG659 文献标识码：B 文章编号：1 009-01 34(2011)1(下)-01 29-04 Doi：1 0．3969／J．issn．1 009-01 34．2011．1(下)．44 0 引言 DMD具有高分辨率、高光学效率、高频对比 度等特点，并且控制灵敏，紫外光对铝制镜片没 微尺寸的机械在医药、工业等方面有着巨大 的应用潜能，要实现微尺寸器件的加工，我们面 有损伤，与LCD掩模相比，具有明显的优势。本 临的挑战就是开发微加工技术，现有的微加工技 文将介绍新开发的基于数字微反射镜 (DMD)动 术像MEMS、LIGA等技术需要使用大量的掩膜 态掩模微立体光刻系统，第一次介绍使用LED 进行重复的曝光过程，这样既费时又费力，并且 (1ight emitting diode，LED)模组作为光源，采用掺 不能制作高深宽比的器件…。由快速成型技术发 杂氧化硅颗粒的树脂作为新的固化材料，由于材 展而来的微立体光刻技术可以满足快速制造高深 料的粘度较大，为此设计新的树脂槽和涂覆装置。 宽比的复杂微器件的要求。微立体光刻技术可以 为了验证系统的性能，对实验系统一些重要参数 分为线扫描微立体光刻和面投影微立体光刻技术。 进行了测量。 线扫描微立体光刻技术由Ikuta和Kirowatari 最 1面投影微立体光系统 先提出，使会聚光束依照计数机切片的薄层数据 1．1系统装置 逐点扫描完成一层的制造，一层制造完后，以同 本实验中，我们利用数字微镜 (DMD)做 样的方式固化下一层新的薄层，连续扫描直至三 为动态掩模发生器，开发制造多功能材料三维复 维模型的制成。此种方法的加工速度慢。 杂结构器件的系统。微立体光刻系统的示意图如 液晶显示 器 (Liquid Crystal Display，LCD) 图1所示，主要器件包括：1)LED模组光源，由 和 数 字 微 反 射 镜 (Digital Micromirror Divce