一种3D打印微结构的无损脱离方法技术

本发明专利技术涉及一种3D打印微结构的无损脱离方法。通过电子束沉积、溅射等方式在基底上沉积一层均匀厚度的活泼金属薄膜，通过包括挤压、光聚合、金属粉末激光烧结和电化学金属沉积在内的多种3D打印方法，将设计好形状或尺寸的三维结构打印在薄膜上，最后利用稀盐酸或稀硫酸将基底上的薄膜清除，实现3D打印微结构与基底的无损脱离。本发明专利技术有效地解决3D打印技术中3D打印成型的三维结构难以无损地从基底上脱离的问题，并在3D打印领域具有通用性。

A Nondestructive Departure Method for 3D Printing Microstructure

The invention relates to a nondestructive detachment method for 3D printing microstructures. A layer of active metal film with uniform thickness was deposited on the substrate by means of electron beam deposition and sputtering. Through a variety of 3D printing methods including extrusion, photopolymerization, metal powder laser sintering and electrochemical metal deposition, the designed three-dimensional structure was printed on the film. Finally, the thin film on the substrate was removed by dilute hydrochloric acid or sulfuric acid to achieve 3D beating. Non-destructive detachment of the printed microstructures from the substrate. The invention effectively solves the problem that the three-dimensional structure of the three-dimensional printing forming in the three-dimensional printing technology can not be detached from the base without damage, and has generality in the field of three-dimensional printing.

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印微结构的无损脱离方法
本专利技术属于3D打印技术处理领域，具体涉及一种3D打印微结构的无损脱离方法。
技术介绍
随着微机电系统MEMS(MicroElectroMechanicalSystem)的发展，为了满足功能和装配等方面的要求，很多元器件都需要具有斜面、自由曲面等的复杂三维微结构。3D打印技术为复杂三维微结构的加工提供了有力的工具。3D打印技术在微结构加工方面具有成本低、效率高的显著优势，并且目前其加工精度也已经达到微米级别。通过3D打印加工微结构的策略多种多样—包括挤压、光聚合、金属粉末激光烧结、电化学金属离子沉积等。但微结构加工完毕后，如何无损的将结构与基底脱离却颇具挑战。针对这一挑战，本专利技术专利提出一种3D打印微结构的无损脱离方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术问题，提供一种3D打印微结构的无损脱离方法，可有效地实现3D打印微结构与基底的无损脱离。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种3D打印微结构的无损脱离方法，所述方法包括以下步骤：（1）将活泼金属均匀沉积在基底表面，形成一层活泼金属薄膜；（2）在步骤（1）得到的基底上3D打印微三维结构，得到3D打印微结构与基底组合物；（3）将步骤（2）得到的3D打印微结构与基底组合物置于稀盐酸或稀硫酸中，待与活泼金属膜反应完全，抖动基底，3D打印微三维结构与基底无损脱离，再通过离心处理将3D打印微三维结构取出，并反复清洗得到3D打印微结构。进一步地，步骤（1）的基底包括ITO玻璃、FTO玻璃、硅片和有机聚合物等任何适用于3D打印的基底。进一步地，步骤（1）中的沉积方法为电子束沉积、磁控溅射和化学气相沉积中的一种。进一步地，活泼金属薄膜厚度为10-40nm。进一步地，步骤（1）中活泼金属包括铁、锡、锌和铅。进一步地，步骤（2）中的3D打印微结构材料为包括有机聚合物、光硬化树脂、金属粉末等在内的适用于3D打印的材料。进一步地，步骤（2）中的3D打印方法包括挤压、光聚合、金属粉末激光烧结和电化学金属沉积。本专利技术有益效果：本专利技术采用活泼金属薄膜作为基底上的牺牲层，制造成本低廉，利于大规模应用；本专利技术利用稀盐酸或稀硫酸即可无损脱离基底与3D打印微结构，此方法操作简单，效率高，便于推广；此外本专利技术具有良好的通用性，适用于各种3D打印方法和材料。附图说明图1为本专利技术中实现3D打印微结构从基底上无损脱离示意图。具体实施方式为了使本专利技术所述的内容更加便于理解，以下实例将对本专利技术做进一步说明，但并非用以限制本专利技术的范围。实施例1（1）通过磁控溅射沉积法将铁金属均匀沉积在ITO玻璃基底表面，形成一层厚度为10nm的金属薄膜；（2）在步骤（1）得到的ITO玻璃基底上采用金属粉末激光烧结法3D打印金属铜微三维结构，得到3D打印金属铜微结构与ITO玻璃基底组合物；（3）将步骤（2）得到的3D打印金属铜微结构与ITO玻璃基底组合物置于稀盐酸中，待与活泼金属膜反应完全，轻轻抖动ITO玻璃基底，3D打印金属铜微三维结构与基底无损脱离，再通过离心处理将3D打印金属铜微三维结构取出，并反复清洗得到3D打印金属铜微结构。实施例2（1）通过电子束沉积法将锡金属均匀沉积在硅基底表面，得到一层厚度20nm的均匀金属薄膜；（2）在步骤（1）的硅基底上采用挤压法3D打印ABS有机聚合物微三维结构，得到D打印ABS有机聚合物微结构与硅基底的组合物；（3）将步骤（2）得到的3D打印ABS有机聚合物微结构与硅基底的组合物一起置于稀盐酸中，待锡薄膜反应完全，轻轻抖动硅基底，3D打印ABS聚合物微三维结构与硅基底无损脱离，再通过沉淀或者离心处理将3D打印ABS聚合物微三维结构取出，并反复清洗，得到3D打印ABS有机聚合物微结构。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，凡依本专利技术申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利技术的涵盖范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印微结构的无损脱离方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：（1）将活泼金属均匀沉积在基底表面，形成一层活泼金属薄膜；（2）在步骤（1）得到的基底上3D打印微三维结构，得到3D打印微结构与基底组合物；（3）将步骤（2）得到的3D打印微结构与基底组合物置于稀盐酸或稀硫酸中，待与活泼金属膜反应完全，抖动基底，3D打印微三维结构与基底无损脱离，再通过离心处理将3D打印微三维结构取出，并反复清洗得到3D打印微结构。

【技术特征摘要】
1.一种3D打印微结构的无损脱离方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：（1）将活泼金属均匀沉积在基底表面，形成一层活泼金属薄膜；（2）在步骤（1）得到的基底上3D打印微三维结构，得到3D打印微结构与基底组合物；（3）将步骤（2）得到的3D打印微结构与基底组合物置于稀盐酸或稀硫酸中，待与活泼金属膜反应完全，抖动基底，3D打印微三维结构与基底无损脱离，再通过离心处理将3D打印微三维结构取出，并反复清洗得到3D打印微结构。2.根据权利要求1所述的一种3D打印微结构的无损脱离方法，其特征在于：步骤（1）的基底包括ITO玻璃、FTO玻璃、硅片和有机聚合物。3.根据权利要求1所述的一种3D打印微结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏发南，郑江宏，姚立纲，詹子恒，尹超，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35