[發明專利]激光直寫和三維打印復合系統及其使用方法

在審

• 申請號: 201910339444.0
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN111844735A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 韓春芳;楊穎;張瑾;溫源
• 申請（專利權）人: 蘇州蘇大維格科技集團股份有限公司;蘇州大學
• 主分類號: B29C64/135
• 分類號: B29C64/135;B29C64/223;B29C64/30;B29C64/321;G03F7/20;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y40/20
• 代理公司: 蘇州簡理知識產權代理有限公司 32371
• 代理人: 楊曉東

本發明提供一種激光直寫和三維打印復合系統及其使用方法，所述復合系統包括傳送機構、上料機構、透明支撐板、載物機構和成像機構。所述傳送機構用于輸送透明薄膜傳送帶，所述上料機構包括設置于所述透明薄膜傳送帶的上方的至少一個上料裝置，所述透明支撐板可拆卸的設置于機臺的投影窗口上方且位于所述透明薄膜傳送帶的下方，所述透明支撐板設置于機臺的投影窗口上時，所述系統運行在三維打印模式，所述透明支撐板移除后，所述系統運行在激光直寫模式。所述成像機構位于所述機臺的投影窗口下方，用于產生預定投影圖案。這樣，所述復合系統其既可以實現三維打印，可滿足生物醫藥領域對打印精度的要求，也可以支持激光直寫。

技術領域

本發明涉及三維打印技術領域，尤其涉及一種激光直寫和三維打印復合系統及其使用方法。

背景技術

三維打印技術作為前瞻性、戰略性技術，在航空航天、生物醫療、武器裝備、汽車以及模具等高端領域都有重要應用。在生物醫療領域，三維打印技術為生物芯片、生化器件提供了靈活制備的新方法，亦為生物材料、人工器官領域提供了新的研究手段和平臺，實現了復雜三維載體支架制作。然而，現有的三維打印技術在打印精度和打印幅面上仍難以滿足應用需求。針對生物應用領域，三維打印技術仍未有效解決打印精度和打印尺寸不能兼顧的問題。一方面，基于雙光子或激光直寫的光固化立體造型技術可實現小到0.1微米的復雜結構打印，然而受限于打印尺寸(小于幾百微米)不適合生物芯片制作。另一方面，基于投影式的光固化立體造型技術受限于打印精度(大于30微米)難以滿足生物芯片中微小結構的制作要求。目前商用三維打印機橫向分辨率大多只有50微米，深度分辨率約為50-100微米。同時，現有的三維打印技術打印出的生物芯片表面粗糙度較大(～±2.5微米)，給生物檢測帶來不便。

因此，有必要提出一種改進的方案來克服上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光直寫和三維打印復合系統及及其使用方法，其既可以實現三維打印，可滿足生物醫藥領域對打印精度的要求，也可以支持激光直寫。

為實現發明目的，根據本發明的一個方面，本發明提供一種激光直寫和三維打印復合系統，其包括：傳送機構，用于將第一位置處的透明薄膜傳送帶輸送至第二位置處；上料機構，包括設置于所述透明薄膜傳送帶的上方的至少一個上料裝置，所述上料裝置包括容料腔、出料口、出料驅動部件，容料腔放置打印材料，出料口與容料腔連通，出料驅動部件將打印材料從出料口排放至所述透明薄膜傳送帶上；透明支撐板，可拆卸的設置于機臺的投影窗口上方，且位于所述透明薄膜傳送帶的下方，所述透明支撐板設置于機臺的投影窗口上時，所述系統運行在三維打印模式，所述透明支撐板移除后，所述系統運行在激光直寫模式；載物機構，包括載物板和載物驅動部件，所述載物板位于所述透明薄膜傳送帶的上方且與所述透明支撐板相對設置，在三維打印模式下，所述載物驅動部件驅動所述載物板靠近或遠離所述透明薄膜傳送帶；成像機構，位于所述機臺的投影窗口下方，用于產生預定投影圖案。

在一個優選的實施例中，所述投影窗口的邊緣設置有真空吸附孔，在三維打印模式下，所述透明支撐板通過所述真空吸附孔吸附在所述機臺的投影窗口上，在激光直寫模式下，光刻板倒置，將有光刻膠的一面向下，通過所述真空吸附孔吸附在所述機臺的投影窗口上。

在一個優選的實施例中，所述載物機構的載物板上設置有真空吸附孔，用于將襯底吸附在載物板上，在激光直寫模式下，所述載物板通過真空吸附孔拾取或釋放所述光刻板。

在一個優選的實施例中，所述激光直寫和三維打印復合系統還包括：位于所述上料裝置與所述載物機構之間的輥壓機構，所述輥壓機構包括輥壓部，位于所述透明薄膜傳送帶的上方，用于將打印材料壓平；支撐部，位于所述透明薄膜傳送帶的下方并支撐所述透明薄膜；所述輥壓部和所述支撐部之間的間隙可調節，通過調節所述間隙調節打印材料薄層的厚度。

在一個優選的實施例中，所述上料機構還包括平移驅動部件，用于驅動各個上料裝置沿所述透明薄膜傳送帶的寬度方向上移動，來控制打印材料在所述透明薄膜傳送帶的寬度方向上的落下位置。