密西根理工大學開發出了一種用於薄膜半導體加工的開源參數化3D列印槽模系統, 節省了17000%的成本。
槽模塗料是一種用於將各種液體化學品沉積到玻璃、不銹鋼或塑膠基材上的技術,
雖說技術是好技術, 但由於加工成本的原因, 槽模本身非常昂貴, 通常約4000美元。 所以這麼好的技術卻遲遲利用不起來。 為了解決這個問題, 密西根理工大學開放可持續技術實驗室使用3D印表機製作出一個價格在25美分左右的DIY槽模。
據研究人員介紹, 3D列印的槽模比商業模具便宜17000%。 恐怕這要在塗層領域掀起一場龍捲風了。 而它的特殊之處在於, 技術的革新並沒有提高成本, 反而出奇地低:通過使用3D列印注射泵, 可以將普通的3D印表機轉換成槽模系統,
此外, 它還縮短了交貨時間, 提高了產量(比應用旋塗等其他技術的產量更高), 並且可以實現定制化, 甚至還可以擴大到卷帶式沉積系統(Roll to roll)。
研究成果發表在論文《用於薄膜半導體加工的開源參數化3D列印槽模系統》上。
傳統的槽式模具通常需要昂貴的機械加工, 因為它們的內部幾何形狀十分複雜, 限制了實驗的可行性。
在開發過程中, 不免要對合適材料和3D印表機的選擇費一番工夫。 研究人員心裡明白, 材料不能用不銹鋼, 只能從聚合物裡面選, 而FDM 3D印表機也不能使用。 他們測試了幾種材料——PLA, ABS和HIPS, 最後選擇了PETG和Prusa Mendel i1 RepRap的Athena版本的3D印表機。
結果發現, 使用槽模系統製造的半導體的RMS值為0.486納米, 厚約17至49納米, 最大光學透射率為99.1%。
令人興奮的是, 該工藝可以改變基本的幾何形狀, 實現特殊的定制, 且列印時間控制在幾個小時之內;還可以生產先進的電子材料、塗層和分層複合材料。