Michigan Tech的3D打印槽模具系統(tǒng)比商業(yè)產(chǎn)品便宜
來(lái)自密歇根理工大學(xué)的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了一種用于薄膜半導(dǎo)體加工的開(kāi)源參數(shù)化3D打印槽模系統(tǒng)。通過(guò)使用商業(yè)3D打印系統(tǒng)，用戶(hù)可以節(jié)省超過(guò)17,000％的成本。
槽模涂料是一種用于將各種液體化學(xué)品沉積到玻璃，不銹鋼或塑料基材上的技術(shù)。其無(wú)數(shù)的應(yīng)用包括太陽(yáng)能光伏電池，平板顯示器（LCD，OLED和柔性），固態(tài)照明和印刷電子傳感器。涂層方法也可用于生產(chǎn)RFID標(biāo)簽，燃料電池和鋰離子電池。
這是一個(gè)有用的技術(shù)，但由于加工成本的原因，槽模自身可能會(huì)非常昂貴，通常約為4000美元。這意味著研究人員和制造商往往無(wú)法利用沉積過(guò)程。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，來(lái)自密歇根理工大學(xué)開(kāi)放可持續(xù)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的研究員L.Y。 Beeker，Adam M. Pringle和Joshua M. Pearce已經(jīng)使用3D打印機(jī)制作了一個(gè)價(jià)格在25美分左右的DIY縫口模具。
據(jù)研究人員介紹，3D打印的狹縫模具比商業(yè)模具便宜17,000％，這使得該研究在狹縫模具涂層領(lǐng)域具有潛在的重要意義。
但是，這種便利并不是以成本為代價(jià)的：使用額外的3D打印注射泵，普通的3D打印機(jī)可以轉(zhuǎn)換成狹縫模頭系統(tǒng)，利用新打印的狹縫模頭提供超低成本的液體化學(xué)沉積方法。這意味著只需要很少的設(shè)備來(lái)創(chuàng)建預(yù)算系統(tǒng)。
3D打?。ê痛蛴C(jī)利用）系統(tǒng)除了是一種非常經(jīng)濟(jì)的槽模涂布方式之外，還具有許多優(yōu)點(diǎn)。交貨時(shí)間更短，產(chǎn)量更高（比旋涂等其他技術(shù)更高），可以實(shí)現(xiàn)定制化，系統(tǒng)甚至可以擴(kuò)大到卷對(duì)卷沉積系統(tǒng)。
為了宣傳他們的研究成果，研究人員發(fā)表了一篇論文“用于薄膜半導(dǎo)體加工的開(kāi)源參數(shù)化3-D印刷槽模系統(tǒng)”（Additive Manufacturing）。
正如4000美元的價(jià)格標(biāo)簽所表明的那樣，傳統(tǒng)的槽式模具通常需要昂貴的機(jī)械加工，因?yàn)樗鼈兙哂袕?fù)雜的內(nèi)部幾何形狀，這限制了對(duì)槽模系統(tǒng)的可及性和實(shí)驗(yàn)的限制。
為了克服這些成本問(wèn)題，密歇根理工大學(xué)的研究采用開(kāi)放式硬件方法，使用開(kāi)源3D打印機(jī)制作系統(tǒng)元件，然后作為系統(tǒng)的一部分工作。
在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，研究人員面臨著一些棘手的問(wèn)題，包括選擇材料和合適的3D打印機(jī)。對(duì)于前者，研究人員知道他們不能使用不銹鋼與他們的FDM 3D打印機(jī)，而是不得不使用聚合物。測(cè)試了幾種材料，包括PLA，ABS和HIPS，最后的選擇是PETG。所選的3D打印機(jī)是Prusa Mendel i1 RepRap的Athena版本。
根據(jù)研究人員的研究，研究表明功能實(shí)驗(yàn)室級(jí)縫?？梢允褂玫统杀镜拈_(kāi)源硬件方法進(jìn)行3D打印，他們的分析證實(shí)了他們的觀點(diǎn)：研究人員發(fā)現(xiàn)，使用印模槽模制造的半導(dǎo)體具有RMS值為0.486納米，厚度為17至49納米，最大光學(xué)透射率為99.1％。
研究人員表示，3D打印工藝除了可用的聚合物縫隙沖模外，還可以生產(chǎn)先進(jìn)的電子材料，涂層和分層復(fù)合材料。
令人興奮的是，由于密歇根科技團(tuán)隊(duì)使用OpenSCAD設(shè)計(jì)的狹縫模具的開(kāi)源參數(shù)模型允許基本的幾何形狀被改變和定制用于給定的實(shí)驗(yàn)，并且打印在短短幾個(gè)小時(shí)。
研究人員認(rèn)為，這一過(guò)程將對(duì)研究薄膜的研究人員以及商業(yè)領(lǐng)域的研究人員有所幫助：超低成本的3D打印系統(tǒng)可能導(dǎo)致低成本，大規(guī)模生產(chǎn)。
編譯自:3ders.org
編譯自:3ders.org
相關(guān)資訊
- 秀美動(dòng)態(tài)中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)?船史研究學(xué)術(shù)委員會(huì)2023年會(huì)
- 2023中國(guó)國(guó)際海事展，秀美與您共赴邀約！
- “我以我行薦魔都”——“愛(ài)達(dá)·魔都”號(hào)新作誕生記
- 船舶文化雜談，潛心領(lǐng)略船舶之美！
- 3D打印技術(shù)能解決“一墩難求”嗎？
- 走進(jìn)冬奧會(huì)——3D打印帶你了解我國(guó)首條雪車(chē)雪橇賽道
- 3D打印航模比賽走進(jìn)中小學(xué)校園！
- 不同類(lèi)型的電子沙盤(pán)模型都有什么特點(diǎn)呢？
- 房地產(chǎn)模型沙盤(pán)的特點(diǎn)有什么呢？
- 房地產(chǎn)沙盤(pán)模型燈光照明效果要注意什么呢？