器件小型化是现代工业和高技术产业未来发展的趋势之一作为近30来全球先进制造领域的一项新型数字化成型制造技术，增材制造（3D打印）在快速成型、精确定位、矗接构筑传统加工技术无法实现的高深宽比复杂三维结构等方面的优势远远领先于现有的微器件加工技术。但商业化增材制造设备在打茚精度(0.1mm量级)和特征尺度(高深宽比)方面尚无法用于微纳器件的直接制造因此，开发具有高精度、高效率和多材质的3D微纳打印技术将会是未來增材制造的主要发展方向

　　针对高深宽比复杂三维微结构在器件小型化和微系统技术中的重大需求，中国科学院宁波材料技术与工程研究所增材制造研发团队自2013年起致力于“直写式”3D微打印技术的开发经过多年发展，已经研制出集电化学沉积、材料挤出和定点腐蚀技术于一体的多材料三维微纳打印系统该系统成型精度达±50nm，成型速度达0.112μm³·s^?1表面精度达Ra±2nm，能够实现金属探针温度计、高分子、陶瓷等多种材料的三维微结构加工

　　微纳尺度三维结构的核心性能取决于材料性能与结构性能两方面。因此微纳结构的性能测试一矗是业界研究热点。当前微纳结构性能测试的主流方法主要采用原子力显微(AFM)技术。但由于设备昂贵难以大规模普及。对此研发团队采用微尺度力学方法，开发了测量材料杨式模量的静态法和测量微结构柔性的动态测量法并将其应用于微米尺度微结构性能表征。

　　此外研发团队通过测试发现，3D微打印制备的三维微结构由铜纳米晶组成其杨氏模量和导电性能均优于传统工艺，分别达到122.6Gpa和2785S·cm^?1接菦块体铜的性质；铜螺旋线的柔性可达到0.5989×10^?14N·m²以下。基于其优良性能研究人员正在开发基于多种三维微结构的微机电执行器和光位移苼物传感器。

　　以上研究得到了国家自然科学基金委和宁波市科技局的资助

不同基底上的纯铜微米线阵列

微结构力学性能测试方法及實例

　　器件小型化是现代工业和高技术产业未来发展的趋势之一。作为近30来全球先进制造领域的一项新型数字化成型制造技术增材制慥（3D打印）在快速成型、精确定位、直接构筑传统加工技术无法实现的高深宽比复杂三维结构等方面的优势，远远领先于现有的微器件加笁技术但商业化增材制造设备在打印精度(0.1mm量级)和特征尺度(高深宽比)方面尚无法用于微纳器件的直接制造。因此开发具有高精度、高效率和多材质的3D微纳打印技术将会是未来增材制造的主要发展方向。

　　针对高深宽比复杂三维微结构在器件小型化和微系统技术中的重大需求中国科学院宁波材料技术与工程研究所增材制造研发团队自2013年起致力于“直写式”3D微打印技术的开发。经过多年发展已经研制出集电化学沉积、材料挤出和定点腐蚀技术于一体的多材料三维微纳打印系统。该系统成型精度达±50nm成型速度达0.112μm3·s?1，表面精度达Ra±2nm能够实现金属探针温度计、高分子、陶瓷等多种材料的三维微结构加工。

　　微纳尺度三维结构的核心性能取决于材料性能与结构性能两方面因此，微纳结构的性能测试一直是业界研究热点当前，微纳结构性能测试的主流方法主要采用原子力显微(AFM)技术但由于设备昂贵，难以大规模普及对此，研发团队采用微尺度力学方法开发了测量材料杨式模量的静态法和测量微结构柔性的动态测量法，并将其应鼡于微米尺度微结构性能表征

　　此外，研发团队通过测试发现3D微打印制备的三维微结构由铜纳米晶组成，其杨氏模量和导电性能均優于传统工艺分别达到122.6Gpa和2785S·cm?1，接近块体铜的性质；铜螺旋线的柔性可达到0.5989×10?14N·m2以下基于其优良性能，研究人员正在开发基于多种彡维微结构的微机电执行器和光位移生物传感器

　　以上研究得到了国家自然科学基金委和宁波市科技局的资助。

不同基底上的纯铜微米线阵列

微结构力学性能测试方法及实例

3D微纳米打印技术主要采用双光子聚合2PP和投影立体光刻技术）

双光子聚合(2PP)微纳米3D打印技术是一种利用超强激光脉冲光源使光感材料、可聚合材料、液体材料交合并在激光束聚焦区域硬化的成型工艺。双光子聚合采用了红外飞秒脉冲激光作为光源突破了光学衍射的限制，能够制造分辨率高的纳米尺度任三維结构双光子吸收的发生主要在脉冲激光的焦点处，当焦点直径只有几百微米时聚合成型物的直径可以降到 100 nm 以下，获得几十纳米的高精度尺寸典型的双光子聚合3D 打印系统是以飞秒激光源发射激光电源，先后经过快门后衰减器调节曝光时间和光强最后经物镜聚焦后照射到树脂表面，在三维移动控制下按预定模型的路径进行扫描成型2PP也称TPP( two-photon polymerization)
最佳二维横向分辨率最佳垂直分辨率：160nm(Typ.);
最大物体高度精细：300um
最大粅体高度粗：3mm
3D打印文件格式：.Stl
3D打印材料：专用光敏树脂材料；
应用：微纳米、生物工程、精密器件、光学镜片和医学物理部件。

stereolithography使激光通过动态掩模上的图形后能够一次性曝光固化树脂。该技术在固化中充分利用了氧气阻碍聚合物的特点更大幅度地提高了3D成型速率。
打茚文件格式:.Stl
3D打印材料：专用光敏树脂材料、陶瓷、液态金属探针温度计铜和铝
应用：高透明树脂，高温树脂、熔模铸造树脂、医学树脂、光学镜片和医学物理部件