高功率激光器、优化的光路、获得专利的自适应分辨率技术和用于激光扫描的智能算法使总部位于维也纳的高科技公司 UpNano 能够生产出前所未有的高分辨率 3D 打印。

“具有纳米级和微米级分辨率的部件现在可以打印 12 个数量级——这是前所未有的时间。这是由 UpNano 完成的，UpNano 是 TU Wien 的衍生产品，开发了高端双光子聚合(2PP) 3D 打印系统，可以生产体积从 100 到 1012 立方微米不等的聚合物部件。同时，打印机允许纳米和微米级分辨率，“该公司在一份声明中说。

最近，该公司通过打印四个埃菲尔铁塔模型展示了这种非凡的能力，范围从 200 微米到 4 厘米——在 30 到 540 分钟内完美呈现了所有微小的结构。有了这个，2PP 3-D 打印已准备好用于研发和工业中迄今为止似乎不可能的应用。

据该公司称，到目前为止，2PP 3D 打印的超精密生产技术只能针对非常有限的规模范围进行优化。此外，厘米范围(中等范围)的生产需要非常长的时间，因此对工业上的定量生产没有吸引力。UpNano 现在展示了看似不可能的事情：他们的 NanoOne 打印系统可以生产具有纳米和微米分辨率的高精度样本，尺寸范围从厘米到毫微米到微米。这在几分钟内。

有力量的光子

“我们为我们的 3D 打印系统开发了一种创新的自适应分辨率技术并获得了专利，”UpNano 的技术主管兼联合创始人 Peter Gruber 解释说。

“结合优化的光路和智能算法，我们可以利用高达 1 瓦的全激光功率，这是同类系统的数倍，”他补充道。

如此强大的激光可为高速打印提供足够的能量，尤其是在自适应分辨率模式下。事实上，与其他使用较弱激光并因此受到吞吐量限制的系统相比，这是一个显着的优势。

“这项创新的好处，”UpNano 首席执行官 Bernhard Küenburg 补充说，“在中观范围内最为显着。NanoOne 系统的生产时间明显快于其他系统。将我们获得专利的自适应分辨率技术添加到这一点，您最终能够在较短的生产周期内以微米分辨率打印厘米大型物体。”

该算法允许根据打印样本的规格将激光光斑扩大到 10 倍。物镜的简单改变(有不同的物镜可用，放大倍数从 4 倍到 100 倍不等)就可以生产具有纳米级分辨率的微型部件。

由于特定的光学路径、优化的扫描算法和专有的自适应分辨率技术，这也比其他系统快得多。事实上，NanoOne 能够制造体积超过 12 个数量级的物体。微米范围内的尺寸与厘米范围内的尺寸同样可能，同时保持超高分辨率。而这一切都在最短的时间内完成。

由于这种高度通用性，该系统在推出后立即引起了研发和工业界的极大兴趣。将其用于医学和研究的一个例子是生产具有严格公差和明确特征(例如尖头、套管或储液器)的微针。

功能性微机械部件反映了 UpNano 技术的另一个有趣的应用领域。一个基准示例是在不到 6 分钟的时间内打印出高度为 6 毫米的功能性弹簧或包含可移动元件的两个组件部件，在医疗技术应用程序的单个打印作业中打印。

过滤器是展示 NanoOne 尺寸范围的众多示例中的第三个。几平方厘米的尺寸和低个位数微米范围的孔径可以在数小时内打印出来。

Küenburg 解释说：“这种过滤器对 100% 的所有孔都有精确定义的孔径。” 因此，孔径的变化与不令人满意的过滤结果一样都是历史。通过这种方式，UpNano 的 NanoOne 为过滤和分离过程提供了一个新的视野——一个体现公司创新能力的视野。