Haben Sie unser letztes Webinar, 'Mikro-3D-Druck für MEMS- und Mikrofluidik-Anwendungen', verpasst? Während des Webinars erörterten Blaise Will, Senior Product Manager bei BMF, und Norman Wen, Associate Director Chipentwicklung bei Emulate, wie der Mikro-3D-Druck zu einem Wendepunkt in MEMS- und Mikrofluidik-Anwendungen wird. Wir hatten eine große Gruppe von Teilnehmern, die unseren Referenten viele aktuelle Fragen stellten. Hier sind die Antworten auf Ihre Fragen!
Falls Sie das Webinar verpasst haben, können Sie die vollständige Aufzeichnung kostenlos hier ansehen.
F: Können Sie uns etwas über den Unterschied zwischen PµSL und anderen SLA- oder DLP-Technologien erzählen?
A: PµSL ähnelt einigen der anderen bestehenden Verfahren, weist jedoch einige wesentliche Unterschiede auf. Wir verwenden einen Top-Down-Ansatz, bei dem eine hochpräzise Linse zwischen der Lichtquelle und der Harzwanne eingeführt wird. Zudem steuern wir die XYZ-Bewegung durch den Einsatz hochpräziser Positioniertische, die Komponenten ähneln, welche in Koordinatenmessmaschinen verwendet werden. Diese Kombination ermöglicht es uns, je nach Maschine Auflösungen von 2-10 µm und enge Toleranzen im Bereich von +/- 25 µm zu erzielen.
F: Wie hoch ist die Standardabweichung der Geometrien zwischen den Druckern in den x-, y- und z-Dimensionen?
A: Das microArch®-System kann Bauteiltoleranzen von +/- 25 µm erreichen. Dies bedeutet, dass jede Merkmalgröße innerhalb von 25 µm des Nennwerts liegt. Bei kleineren Bauteilen und Merkmalen ist die Toleranz deutlich enger. Die Pixelgröße hat eine Toleranz von etwa +/- 50 nm und die DLP-Lichtintensität variiert um 5 %, sodass die durch Hardware verursachte Maßabweichung minimal ist.
F: Welches ist bei mikrofluidischen Anwendungen die kleinste Kanalbreite, die derzeit mit der BMF-Technologie erreicht werden kann?
A: Unsere Konstruktionsrichtlinien für die 2-µm-Serie empfehlen Kanal-Aspektverhältnisse von kleiner oder gleich 500:1, wenn der Kanaldurchmesser größer als 20 µm ist. Wir empfehlen vertikale Bohrungsdurchmesser von nicht kleiner als 10 µm und horizontale Bohrungsdurchmesser von nicht kleiner als 50 µm. Diese Grenzwerte dienen hauptsächlich der ordnungsgemäßen Kanalreinigung, sind aber auch hilfreich für die Aufrechterhaltung der Merkmalsauflösung.
F: Ist der Prozess des Entleerens von Kanälen nach dem Druck einfach?
A: Es gibt verschiedene Methoden zur Reinigung von Bauteilen mit engen Kanälen. Zu den von uns derzeit verwendeten Methoden gehören IPA, Vakuumkammer und Ultraschallbad. Unsere Konstruktionsrichtlinien empfehlen Kanal-Aspektverhältnisse von nicht mehr als 500:1 (für ≥ Ø 0,02 mm Kanäle) für eine ordnungsgemäße Kanalreinigung.
F: Ist es möglich, direkt auf einen Siliziumwafer zu drucken?
A: Wir drucken oft direkt auf einen Siliziumwafer. Dies ist besonders hilfreich beim Drucken von Bauteilen mit filigranen Merkmalen, da wir das Bauteil für den Versand auf dem Wafer belassen können, ohne es entfernen zu müssen.
F: Können vorgefertigte Teile in das Bad eingelegt werden, sodass eine 3D-Schicht darauf aufwachsen kann?
A: Dies ist kein offizielles Merkmal der microArch-Plattform; jedoch haben Benutzer erfolgreich mit dem Drucken auf vorgefertigte Bauteile experimentiert.
F: Sind die Merkmalsauflösungen bei allen Arten von Druckmaterialien konsistent? Wie ist die Auflösung in Z-Richtung?
A: BMF bietet derzeit 6 Materialien mit unterschiedlichen Materialeigenschaften an, darunter hohe Festigkeit, Zähigkeit, Flexibilität, Hochtemperaturbeständigkeit und Biokompatibilität, um den Anforderungen verschiedener Kundenanwendungen gerecht zu werden. Unsere Anwender stellen fest, dass verschiedene Materialien leicht unterschiedliche Auflösungsgrade erreichen können, aber im Allgemeinen erreicht unsere 2-µm-Serie eine Auflösung von 2 µm und unsere 10-µm-Serie eine Auflösung von 10 µm.
Bezüglich der Oberflächenrauheit können auf microArch-Druckern hergestellte Bauteile typischerweise eine Oberflächenrauheit von 0,4-0,8 µm Ra auf der Oberseite und 1,5-2,5 µm Ra auf den Seitenflächen erreichen.
F: Enthält Ihre Materialliste hydrophile oder hydrophobe Materialien?
A: Die microArch-Druckerfamilie ist eine offene Materialplattform, was bedeutet, dass Benutzer kompatible Harze aus beliebiger Quelle verwenden können. Alle Harze in unserem aktuellen Portfolio sind leicht hydrophil, mit Kontaktwinkeln zwischen 45 und 60 Grad. Eine Beschichtung kann auf ein fertiges Bauteil aufgetragen werden, um den Kontaktwinkel zu verändern und es hydrophiler oder hydrophober zu machen.
F: Ist der 3D-Metalldruck mit dieser Technologie möglich?
A: Wir verwenden eine UV-Harzhärtungstechnologie, die am besten mit photohärtbaren polymerähnlichen Harzen und Verbundwerkstoffen funktioniert. Wir haben keine Metallmaterialien auf unserem Drucker validiert.
F: Ist das gedruckte Teil bei der Verarbeitung mit einem transparenten Harz intrinsisch transparent, oder ist eine Nachbearbeitung erforderlich?
A: Transparente Bauteile sind intrinsisch transparent. Unser Verfahren erfordert typischerweise, dass gedruckte Teile UV- und/oder thermisch gehärtet werden, dies beeinträchtigt jedoch weder die Transparenz noch die optische Klarheit.
F: Ist die Schrumpfung kontrollierbar, sodass nicht nur die Auflösung, sondern auch die Endabmessungen gewährleistet sind?
A: Ja, die Schrumpfung wird sowohl bei der CAD-Dateiskalierung während der Aufbaukonfiguration als auch innerhalb der Drucksoftware selbst kompensiert.
F: Ist es möglich, mit elektrisch leitfähigen Materialien zu drucken? Kann dies mit nicht-leitenden Polymerschichten integriert werden?
A: Obwohl microArch eine offene Materialplattform ist, ist das Drucken elektrisch leitfähiger Materialien grundsätzlich herausfordernd, da die leitfähigen Partikel sich berühren müssen, um Strom zu leiten, was nahezu unmöglich ist, wenn sie in einer Harzmatrix suspendiert und anschließend polymerisiert werden. Wir untersuchen derzeit einige Möglichkeiten, wie dies erreicht werden könnte.
F: Wie eben sind die Bauteile?
A: Im Allgemeinen kann das microArch-System Bauteiltoleranzen von +/- 25 µm erreichen. Dies bedeutet, dass jede Merkmalgröße innerhalb von 25 µm des Nennwerts liegen wird, obwohl die Toleranz für kleinere Bauteile und Merkmale wesentlich enger sein wird.
Die Ebenheit eines bestimmten Teils oder Merkmals hängt von Geometrie, Material, Wandstärke und Seitenverhältnissen ab. Oberflächen, die flach auf die Plattform oder das Substrat gedruckt werden, einschließlich mikrofluidischer Chips, kommen relativ eben aus dem Drucker und können bei Bedarf auch während der Nachbearbeitung (UV- + thermische Aushärtung) flach geklemmt werden, um die Maßhaltigkeit zu gewährleisten.
F: Wie kann ich die Technologie evaluieren? Kann ich einen Benchmark erhalten?
Absolut! Benchmarks sind eine hervorragende Methode, um jede 3D-Drucktechnologie zu bewerten. Gerne besprechen wir Ihre potenziellen Anwendungen und erstellen einen Benchmark für Sie. Ganz gleich, ob Sie an MEMS- und Mikrofluidik-Anwendungen arbeiten oder andere spezifische Einsatzbereiche im Sinn haben und an einem Benchmark interessiert sind, füllen Sie bitte das Formular auf dieser Seite aus, um ein Benchmark-Teil anzufordern.
