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3D激光打印機（微流控生物芯片）
LightFab GmbH是激光技術領域的新技術公司，我們在德國亞琛弗勞恩霍夫激光技術研究所的亞琛大學激光技術負責開發了我們的技術基礎，并在2013年啟動了LightFab。
LightFab 3D打印機是用于激光直接寫入透明材料的極快速精確的臺式機。該系統可用于微流體學，微力學，集成光學和其他需要高精度，高分辨率3D微結構的應用。LightFab 3D打印機旨在通過附帶的CAD / CAM軟件實現*快的自動3D打印。帶有1pm的聚焦直徑，適用于激光直接寫入過程，如3D聚合物微結構的多光子聚合，超快激光刻錄的3D波導寫入，玻璃和晶體中的3D光刻，選擇性激光誘導蝕刻，玻璃內部焊接和精密微觀結構切除。LightFab 3D打印機將快速電流計掃描儀，精密軸系統，和超精密聚焦模塊，快速fs激光，顯微鏡物鏡，顯微鏡相機和自動對焦系統集成在一個盒子內。隨附的PC和電子設備都在一個獨立的電氣柜內交付。
使用針對高精度和*小定位延遲進行優化的快速微型掃描儀模塊逐層寫入任意3D結構。如果結構大于顯微鏡物鏡的視場，則平移軸自動移動對焦后進行掃描。fs激光器（4 W，1030 nm或2 W，515 nm波長）的重復率和脈沖持續時間是可調的，可以靈活優化您的工藝和材料的加工條件。
要使用LightFab 3D打印機自動打印3D部件，激光跟蹤的數據是是由我們的CAD軟件Rhino3D通過插件SliceLas生成。您可以輕松調整3D幾何，例如以補償工藝特定的收縮或過度蝕刻，您可以對輪廓和陰影使用不同的加工參數。此外，您可以方便地查看CAD軟件中的3D掃描作業，也可以使用我們集成的過程特定工具，修改單個參量。為了獲得高的生產效率，您可以使用辦公室的CAD軟件，方便地生成復雜的3D結構掃描作業，并用經過驗證的sll格式或新的高效slb格式導出。在實驗室中，您可以在GUI機器軟件中加載兩種格式，并自動執行3D掃描作業，以節省寶貴的激光束時間。所包含的機器驅動程序LightFabScan針對掃描作業的*快執行進行了優化，逐層以ps精度和高效率控制系統的組件。對于使用LightFab 3D打印機進行***的流程開發，您可以使用附帶的GUI軟件Scan2D進行快速繪圖/寫入，您可以使用集成的強大的腳本語言來自動更改*重要的處理參數。
軟件包 | |
配的PC | Win 7 |
自動3D打印 | Rhino 3D CAD與SliceLas，LightFabScan |
快速的流程開發 | 具有腳本語言的Scan2D，JS_AxisHost，LaserControl |
3D顯微鏡 | |||
顯微鏡物鏡 | 10Ox， NA=1.4， f=1.6 mm | 40x， NA=0.6， f=4 mm | 20x， NA=0.4， f=8 mm |
掃描范圍 xy | 140 x 140 pm2 | 350 x 350 pm2 | 700 x 700 pm2 |
行程范圍 z | 300 pm | > 300 pm | > 300 pm |
分辨率xyz | 5 nm | 11 nm | 22 nm |
重復率 xyz | lOnm | 25 nm | 50 nm |
**寫入速度 xy | 30 mm/s | 80 mm/s | 160 mm/s |
**定位速度 xy | 120mm/s | 300 mm/s | 600 mm/s |
定位時間 z | <20 ms | < 20 ms | <20 ms |
可加工的尺寸(以玻璃材料為例) | 120x80x0.3 mm3 | 120x80x2 mm3 | 120x80x7 mm3 |
線性步進軸 | 激光與調制器 | Wavelength preset at factory | ||
行程范圍 xy | 120x80 mm2 | 波長 | 1030 nm | 515 nm |
行程范圍 z | 25 mm | 光束質量 | 1.3 | 1.3 |
分辨率 xy | 50 nm | **功率 | 4 W | 2 W |
分辨率 z | 100 nm | **脈沖能量 | 4 pj | 2 pJ |
重復率 xy | 150 nm | 重復率可調 | 100 kHz-10 MHz | |
重復率 z | 1 pm | 脈搏持續時間可調 | 400 fs- | 5 ps |
**定位速度 xy | 300 mm/s | 激光電源自動控制 | 0-100% | |
**定位速度 z | 10 mm/s | |||
選項和配件 激光參數出廠設置例如 用于熔融石英的選擇性激光刻蝕或聚合物的雙光子吸收 4個75 x 25 mm2滑塊的通用樣品架或樣品架 適應各種顯微鏡物鏡的適配器 0-360°電動控制線性極化，圓極化 選擇性激光刻蝕LightFab3D打印機 SLE（選擇性激光刻蝕技術）一種新的激光技術，用于快速制造由空腔、通道、甚至移動部件組成的透明材料制成的三維設備。 SLE主要分為兩步：在**步驟中超短脈沖激光輻射被聚焦到微米大小的焦點，以**對透明材料改性的方式對材料曝光。這種激光改性是沒有裂縫和高精度的，不能和三維圖像組成的帶有微裂紋玻璃混淆。通過焦點的三維掃描，可以在玻璃內部形成一個任意連通的三維形狀。第二步是顯影的過程，通過在工件表面上的濕化學蝕刻除去改性材料。 對于選擇性激光刻蝕的精度和刻蝕的選擇性息息相關。選擇性是改性材料刻蝕率和未處理材料刻蝕率的比值。例如在石英玻璃的選擇性大于500:1，使得小錐度長細通道的結構可以形成。因此，通過SLE技術可以產生復雜的三維腔，這類產品，是例如微流體結構和微結構的3D部件的基礎。 SLE優勢是高精度，無雜物，真正的 目前，我們實現SLE加工過程主要包括從2D和3D-CAD模型中獲得的各種通用文件格式和直接激光刻寫路徑生成。這樣的設計可以輕松加工和測試，例如：快速的磨具制造。在為您的特殊應用識別出適合的原型之后，由于LightFab 3D打印機在市場上****的速度，甚至可以在同一系統下進行系列生產。對于單一設計的大量生產，我們的設備帶有為客戶定制的高速的掃描振鏡。 |
通過與大學，研究機構和行業的合作伙伴的密切合作，我們不斷開發進一步滿足合作伙伴需求。
在更高的精度，新材料，較小的特征尺寸和較大的可加工空間方面的改進，帶來了一些新的應用空間。
[a]正在與Fraunhofer ILT的臨床診斷課題組聯合開發一種用于更快抗生素耐藥性試驗的細胞分選器
[b]用于新型激光驅動粒子加速器聚焦氣流拉瓦爾噴嘴裝置(和德國尤里希研究中心合作)
[c]熔融二氧化硅中的微流體截面芯片（與沖繩科技研究所合作 ）
[d]用于毛細管電泳中更有效耦合毛細管的微流控芯片（與圖賓根大學分析化學小組合作）
[e]孔陣列2500孔0.045mm直徑1mm熔融石英（左）和精密鑄造模具用于RFID天線。
材料 | 選擇性 | 目前利用選擇性激光刻蝕可以做成的結構 |
熔融石英 | 500-1500 | 3D結構厚度可以達到 7mm |
藍寶石 | -10000 | 2.5D切割厚度可達 0.5mm |
硼硅酸鹽玻璃 | <10 | 1mm通孔，高圓錐度 |
硅酸鋁玻璃 | <50 | 單微通道 |
熔融石英的加工特 | 目前技術水平 |
切角 | 沒有限制 |
x，y*小通道寬度 | 10pm |
z*小通道高速 | 20pm |
表面粗糙度 Rz | 1pm |
x，y**精度 | +-1pm |
z**精度 | +-2pm |
**工件尺寸 x/y/z | 100mm x 200mm x 7mm |
**通道長度 | 10mm |
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