生物3D打印机3D激光微纳加工系统（微流控生物芯片）LightFab

3D激光打印机（微流控生物芯片）LightFab3D打印机是台式设备，专用于在透明材料上进行快速准确的激光直接写入。它可以应用于微流体学，微力学，集成光学和其他需要高精度、高分辨率3D微结构的应用。
LightFab3D打印机旨在通过附带的CAD/CAM软件实现快速自动3D打印。它配备了1pm的聚焦直径，适用于多光子聚合的3D聚合物微结构、快速激光刻录的3D波导写入、玻璃和晶体中的3D光刻、选择性激光诱导蚀刻、玻璃内部焊接和微观结构切除等工艺。
LightFab3D打印机集成了快速电流计扫描仪、轴系统、聚焦模块、快速fs激光、显微镜物镜、显微镜相机和自动对焦系统，放在一个盒子里。它还包括配套的PC和电子设备都在一个独立的电气柜内交付。
为了获得高的生产效率，LightFab3D打印机使用高精度和小定位延迟进行优化的快速微型扫描仪模块，逐层写入任意3D结构。如果结构大于显微镜物镜的视场，则平移轴自动移动对焦后进行扫描。fs激光器（4W，1030nm或2W，515nm波长）的重复率和脉冲持续时间是可调的，以优化工艺和材料的加工条件。
LightFab3D打印机使用我们的CAD软件Rhino3D通过插件SliceLas生成激光跟踪的数据，实现自动打印3D部件。您可以轻松调整3D几何以补偿特定工艺的收缩或过度蚀刻，并可以对轮廓和阴影使用不同的加工参数。此外，您可以借助集成的过程特定工具，以及单个参数的调整，方便地查看CAD软件中的3D扫描作业。
为了获得高的生产效率，您可以在办公室的CAD软件中生成复杂的3D结构扫描作业，并用经过验证的sll格式或新的高效slb格式导出。在实验室中，您可以在GUI机器软件中加载两种格式，并自动执行3D扫描作业，以节省激光束时间。
机器驱动程序LightFabScan针对扫描作业的快执行进行了优化，以ps精度和高效率控制系统的组件。为了进行有效的流程开发，您可以使用LightFab3D打印机附带的GUI软件Scan2D进行快速绘图/写入，并使用集成的强大的脚本语言来自动调整重要的处理参数。
LightFab3D打印机配备PCWin7自动3D打印Rhino3DCAD与SliceLas，LightFabScan快速的流程开发具有脚本语言的Scan2D，JS_AxisHost，LaserControl。
3D显微镜物镜规格如下：
10x,NA=1.4,f=1.6mm
40x,NA=0.6,f=4mm
20x,NA=0.4,f=8mm
扫描范围：xy140x140pm, 2350x350pm, 2700x700pm2
行程范围：z300pm>300pm>300pm
重复率：xyz5nm, 11nm, 22nm
大写入速度：xy30mm/s, 80mm/s, 160mm/s
大定位速度：xy120mm/s, 300mm/s, 600mm/s
定位时间：z<20ms<20ms<20ms
可加工尺寸（以玻璃材料为例）：120x80x0.3mm, 120x80x2mm, 120x80x7mm。
线性步进轴激光与调制器Wavelengthpreset@factory行程范围：xy120x80mm2波长1030nm515nm行程范围：z25mm
光束质量1.3,1.3分辨率：xy50nm大功率4W2W分辨率：z100nm大脉冲能量4pj2pJ重复率：xy150nm重复率可调100kHz-10MHz重复率：z1pm脉搏持续时间可调400fs-5ps最大定位速度：xy300mm/s激光电源自动控制0-100%
最大定位速度：z10mm/s
激光参数出厂设置，例如用于熔融石英的选择性激光刻蚀或聚合物的双光子吸收。 LightFab3D打印机还提供多种选项和配件，如通用样品架、适配器以及选择性激光刻蚀技术（SLE）等。 SLE是一种新的激光技术，用于快速制造由空腔、通道和甚至移动部件组成的透明材料制成的三维设备。 SLE的主要步骤是短脉冲激光辐射聚焦到微米大小的焦点，对透明材料进行改性。随后，通过在工件表面上的湿化学蚀刻除去改性材料。选择性激光刻蚀的精度和刻蚀的选择性息息相关。使用石英玻璃，可以形成长细通道的结构，其选择性大于500:1。这使得SLE技术可以产生复杂的三维腔，在微流体结构和微结构的3D部件方面具有很大的优势。SLE技术具有高精度、无杂质、3D性能和我们的lightfab3D打印机高处理速度的特点，因此成为数字3D打印透明材料组件的一种方法。

当前，我们实现SLE加工过程主要包括从2D和3D-CAD模型获得的各种通用文件格式和直接激光刻写路径生成。这种设计可以轻松进行加工和测试，并且通过LightFab3D打印机，甚至可以在同一系统下进行系列生产。对于大量生产单一设计的原型，我们的设备还配备有为客户定制的高速扫描振镜。

在不断与大学、研究机构和行业的合作伙伴紧密合作中，我们努力开发进一步满足合作伙伴需求的目标。满足合作伙伴需求的改进方向包括更高的精度、新材料、较小的特征尺寸和较大的可加工空间。例如，与FraunhoferILT的合作伙伴联合开发用于更快抗生素耐药性试验的细胞分选器，以及与德国尤里希研究中心合作的用于新型激光驱动粒子加速器聚焦气流拉瓦尔喷嘴装置等项目。

此外，我们还与冲绳科技研究所合作，用于熔融二氧化硅中的微流体截面芯片，以及与图宾根大学分析化学小组合作，用于毛细管电泳中更有效耦合毛细管的微流控芯片的开发。

在材料选择方面，激光刻蚀可制作熔融石英的结构，熔融石英的3D结构厚度可以达到7mm，蓝宝石-10000的2.5D切割厚度可以达到0.5mm，而硼硅酸盐玻璃的通孔直径可达10mm，圆锥度小于50的单微通道熔融石英加工特性也非常突出。同时，在技术水平方面，表面粗糙度严格控制在Rz1pm以下，最小通道宽度和高度可以达到10pm和20pm，最大精度分别为+-1pm和+-2pm，同时最大工件尺寸为100mmx200mmx7mm，最大通道长度可达10mm。

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