應(yīng)用實例|STFC-UKRI：用于高功率激光實驗的高精度微流控裝置

在英國科學(xué)與技術(shù)設(shè)施委員會（STFC-UKRI）中央激光研究所，微靶制造科學(xué)家們正積極投身于高功率激光實驗的微靶研究。新一代激光器提升了重復(fù)頻率(高達(dá)10Hz)，這讓高重復(fù)制靶法成為了重要的研究途徑。

在這些高功率激光實驗中，科學(xué)家們依賴微流控裝置實現(xiàn)亞微米級的液體片靶。然而，他們發(fā)現(xiàn)，依賴傳統(tǒng)的機械加工或蝕刻來制造微流控通道，既耗時又昂貴。因此，研究小組正在尋求一種創(chuàng)新的解決方案，以便能夠快速制作新的靶設(shè)計幾何體原型來滿足他們的實驗需求。

01、研究開發(fā)靶

研究團隊利用微流控設(shè)計了一種液體靶，當(dāng)液體從微通道流出時產(chǎn)生了液體葉片靶。通道的設(shè)計會直接影響到葉片的質(zhì)量，通過葉片的寬度和厚度判斷。設(shè)計目標(biāo)為制造出寬度為幾毫米、厚度為幾百納米的葉片，以實現(xiàn)高精度實驗需求。

圖1：當(dāng)液體從通道中流出時產(chǎn)生的液體葉片靶

由于液體的行為隨通道的變化而變化，因此通道設(shè)計對實驗來說尤為關(guān)鍵。需要平滑的通道以減少湍流，同時要嚴(yán)格控制出口的形狀，因為它對最后的葉片質(zhì)量起到重要影響。

02、精密3D打印制造通道

為了創(chuàng)建液體片，該團隊利用摩方精密microArch® S240打印出 20mm x 15mm x 5mm 的結(jié)構(gòu)，其中有一個30μm 深的通道和一個 100μm 的出口。當(dāng)然，與微型且精確的通道相比，該結(jié)構(gòu)尺寸相對較大。但使用摩方精密設(shè)備打印較大的零件時，可同時保持通道所需的精度和準(zhǔn)確度。

現(xiàn)今通道選用鎢材質(zhì)，得益于鎢能實現(xiàn)精確加工。在這種背景下，研究團隊運用摩方精密 microArch®系列設(shè)備的高精度 3D 打印系統(tǒng)，迅速準(zhǔn)確地構(gòu)建通道，為科研和快速原型設(shè)計提供了高效且成本較低的解決方案。

圖2：原鎢件

圖3：高精度3D打印制造零件的特定部分

原文鏈接：https://bmf3d.com/resource/high-precision-microfluidic-devices-for-high-power-laser-experiments/

microArch® S240

microArch® S240 作為摩方精密一款面向工業(yè)批量生產(chǎn)的超高精密3D打印機，不僅榮獲全球光電科技領(lǐng)域最高獎—"棱鏡獎（Prism Award）"，且具有以下突出特點和優(yōu)勢：

高公差低層厚:光學(xué)精度高達(dá)10μm，±25µm的加工公差，打印層厚10~40μm;

打印體積擴大:滿足工業(yè)打印的需求，可達(dá)100mm×100mm×75mm，實現(xiàn)更大規(guī)模的小部件產(chǎn)量；

打印速度提升:最高提升10倍以上，快速縮短加工周期，為客戶節(jié)省時間和成本；

多種材料支持:支持多種高粘度陶瓷漿料（≤20000cps），以及耐候性工程光敏樹脂、磁性光敏樹脂等功能性復(fù)合材料的打印；

應(yīng)用領(lǐng)域廣泛：超高精度、擴大的打印體積和多材料兼容性，滿足客戶在尺寸、性能和效率方面的多重需求。

摩方精密作為目前可以生產(chǎn)最高精度達(dá)到2μm精度，微尺度3D打印技術(shù)精密加工能力解決方案提供商，會持續(xù)專注于精密器件免除模具一次成型能力的研發(fā)，為客戶提供制造復(fù)雜三維微納結(jié)構(gòu)技術(shù)解決方案。