合并和高效：实现目标的两个步骤

　　作者：Martin Wehner 博士、Achim Lenenbach 博士

　　弗劳恩霍夫激光技术研究所与工业伙伴一起开发了一种新型系统，用于通过光交联技术生产高分辨率的微部件。

　　由于他们在“通过结合紫外聚合和多光子聚合实现增材制造的高生产率和细节精度”（HoPro-3D）项目中的工作，现在可以经济地生产聚合物微结构并进行定制。

　　弗劳恩霍夫的专家们与亚琛的LightFab、多特蒙德的Bartels Mikrotechnik 和Bergisch Glabach 的Miltenyi Biotec共同参与了“HoPro-3D”项目。他们开发了一种新型的3D 打印机，将快速二维曝光、滚动数字光处理（DLP）与高分辨率激光工艺多光子聚合（MPP）结合起来，用光聚合物生产微部件。HoPro-3D 三维打印机有两个可选择的曝光系统，用于构建高速（滚动DLP）或高精度（MPP）。DLP 模块的发射波长为365 纳米，以10 微米的像素分辨率曝光微部件的基本结构。作为补充，飞秒激光器和MPP 模块可用于书写分辨率约为2 微米的轮廓线。

　　逐层的方法使得在已经打印好的DLP 结构上建立最精细的MPP 结构成为可能，从而快速创建具有复杂结构和高分辨率细节的扩展部件。实验室的模式允许未来可以生产60mm×100mm 的组件。

　　快速而精确地组合过程

　　HoPro-3D 系统的控制软件使用户能够在两个曝光模块之间顺利切换。此外，他们可以使用CAD 数据来决定何时在打印过程中进行切换。在部件逐层堆积过程中，可以在两种工艺之间多次切换。

　　弗劳恩霍夫团队的生物加工小组负责人Martin Wehner博士说：“制成原理已经清晰，相应的设备已经完备并且进行了广泛测试。2022 年春季完工后，实验室原型已经可以作为弗劳恩霍夫SiCellNet 网络的一部分。SiCellNet 集群构成了研究分析、分拣和提供活细胞的新工具和制造技术的中心联系点。因此，组合工厂的性能和过程的控制可以得到最佳的扩展。”

　　在中小企业创新计划资助的后续项目“通过高分辨率无缝3D 打印进行精确组装”（PANDA）中，弗劳恩霍夫团队自2022 年1 月以来一直在扩大基于DLP 的工艺性能，从中积累的技术将应用于HoPro-3D 系统，以不断提高3D 打印的经济效率。

　　在生物医学分析方面的应用

　　现在，弗劳恩霍夫团队有了建立微通道结构的能力，以节省时间和成本的方式为客户开发特定应用。由于不需要在不同设备之间来回切换，较小的功能元件可以直接集成到较大的部件中。此外，由于MPP 工艺精度的提高，在生产过程中微观结构的高局部功能密度可以集成到组件中。

　　这项技术的潜在应用有很多，包括用于实验室诊断和快速测试的微流控芯片、微机械部件和用于高效医疗诊断的完整微流控系统，在不需要进一步实验室测试的情况下，在患者身边提供现场诊断。