微納3D打印技術(shù)應(yīng)用前景廣闊 覆蓋兼具微傳感器等高精尖領(lǐng)域以及無(wú)痛空心微針等醫(yī)療器械

MIM技術(shù)結(jié)合了粉末冶金壓制成型和塑料注射成形兩大技術(shù)特點(diǎn)，發(fā)展至今是項(xiàng)成熟的制造工藝，上期關(guān)于微納3D打印技術(shù)或?qū)㈩嵏簿苤圃煨袠I(yè)的資訊發(fā)表后引起了熱議，MIM是否會(huì)被微納3D打印顛覆或替代，眾說(shuō)風(fēng)云，這需要由市場(chǎng)和時(shí)間驗(yàn)證后給出答案。

這期探討的話題是微納3D打印技術(shù)有哪些應(yīng)用場(chǎng)景，技術(shù)前景及發(fā)展趨勢(shì)，或許該技術(shù)將不止于顛覆MIM。

普利生作為國(guó)內(nèi)微納3D打印第一梯隊(duì)的頭部企業(yè)，承擔(dān)科技部重點(diǎn)研發(fā)實(shí)驗(yàn)室任務(wù)，該設(shè)備已服務(wù)的客戶及行業(yè)具有一定代表性，目前已經(jīng)探明可用于以下應(yīng)用場(chǎng)景：

高精度異型噴嘴：用氧化鋁陶瓷材料打印耗時(shí)數(shù)分鐘，能完成特征尺寸：50um，R角3um的精密件，可用于制造燃料噴嘴，提高燃燒效率，助力低空經(jīng)濟(jì)。

微型顯示器件與腦機(jī)接口：用氧化鋁陶瓷粉末打印多孔板，可實(shí)現(xiàn)在數(shù)分鐘內(nèi)完成打印一塊1平方厘米見(jiàn)方的平板上有一萬(wàn)個(gè)孔徑30um，間距100um的微孔?？蓱?yīng)用于微型顯示器件、腦機(jī)接口等領(lǐng)域。

超材料：用高分子材料，可在數(shù)分鐘內(nèi)成功打印特征尺寸為直徑5um，高50um，間距10微米，上百萬(wàn)個(gè)立柱聚集體；在負(fù)折射率，隱身材料等領(lǐng)域展現(xiàn)出廣泛的應(yīng)用前景。

微納機(jī)電系統(tǒng)、微納光學(xué)器件：在6G/7G通信、半導(dǎo)體、精密器件等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。

微傳感器：用于神經(jīng)形態(tài)芯片與微傳感器技術(shù)融合的研究，有望彌補(bǔ)計(jì)算芯片高功耗的缺點(diǎn)，并賦予傳感器更接近人腦的感知處理能力。

醫(yī)療器械：在多個(gè)細(xì)分醫(yī)療領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力和應(yīng)用價(jià)值，尤其在藥物遞送經(jīng)皮給藥、眼科、微創(chuàng)外科等關(guān)鍵領(lǐng)域，為醫(yī)療行業(yè)帶來(lái)了創(chuàng)新的解決方案。

智能硬件制造：將比MIM更高效和實(shí)現(xiàn)有效降本，助力實(shí)現(xiàn)批量制造復(fù)雜3D微納結(jié)構(gòu)精密器件。

微流控芯片：作為微全分析系統(tǒng)中重要組織環(huán)節(jié)，應(yīng)用于生物檢測(cè)、醫(yī)藥研發(fā)等場(chǎng)景。

這么多應(yīng)用場(chǎng)景都和高科技相關(guān)，似乎和我們?nèi)粘Ｉ钅芨惺艿降倪€有一絲距離，在筆者一再追問(wèn)下普利生技術(shù)人員透露，目前和日常生活相關(guān)的產(chǎn)品是正在預(yù)研的無(wú)痛空心微針。

愛(ài)美人士對(duì)微針都不陌生，是醫(yī)美水光注射類(lèi)項(xiàng)目中必不可少的器械。目前無(wú)論是玻尿酸還是膠原蛋白等水光針，在手術(shù)前都必須敷麻藥以緩解針刺感疼痛，想想容嬤嬤的針都讓人膽戰(zhàn)心驚。皮膚是人體最大的防御器官，為防止異物、細(xì)菌入侵，皮膚是單向通道結(jié)構(gòu)“只出不進(jìn)”，所以護(hù)膚營(yíng)養(yǎng)類(lèi)物質(zhì)需要通過(guò)針頭注射進(jìn)入皮膚以達(dá)到滋養(yǎng)膚質(zhì)煥發(fā)青春的效果。

普利生目前正在和醫(yī)美制品頭部公司聯(lián)合研發(fā)無(wú)痛空心微針頭，以實(shí)現(xiàn)無(wú)需敷麻藥就能經(jīng)皮輸入膠原蛋白等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，因?yàn)椴挥梅舐樗幙蓽p輕皮膚過(guò)敏風(fēng)險(xiǎn)，以及無(wú)痛針頭的特殊結(jié)構(gòu)避免感染風(fēng)險(xiǎn)，讓愛(ài)美人士能每月注射水光針，縮短恢復(fù)期，實(shí)現(xiàn)水光針護(hù)膚自由。

這個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景最貼近生活，據(jù)了解經(jīng)皮給藥除了在醫(yī)美行業(yè)有需求，在藥物遞送中也有廣泛的需求，胰島素、生長(zhǎng)素、緩釋鎮(zhèn)痛等藥物都能經(jīng)皮給藥，目前普利生正在和藥企聯(lián)合研發(fā)，希望能早日普惠病患。

通過(guò)亞像素微掃描技術(shù)（SMS）普利生破解了3D打印在精度與速度上的悖論，提高了打印效率，使得打印速度可以是雙光子打印的上萬(wàn)倍，是普通面陣曝光3D打印的上百倍。

普利生在隱形正畸行業(yè)積累的成功實(shí)施智能制造黑燈工廠的制造服務(wù)經(jīng)驗(yàn)，為其在微納3D打印服務(wù)及設(shè)備提供、運(yùn)維方面奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)智能制造在微納級(jí)別復(fù)雜結(jié)構(gòu)高精產(chǎn)業(yè)化落地。

目前實(shí)驗(yàn)室有約40臺(tái)微納3D打印設(shè)備，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)3D微納結(jié)構(gòu)精密件批量生產(chǎn)。新技術(shù)應(yīng)用普及需要時(shí)間和過(guò)程，筆者了解到目前除了購(gòu)買(mǎi)微納3D打印設(shè)備用于研發(fā)外，不少企業(yè)會(huì)和普利生聯(lián)合開(kāi)發(fā)，將產(chǎn)品研發(fā)、中試交付普利生團(tuán)隊(duì)一起合作，已成功為知名醫(yī)療器械企業(yè)和科技公司進(jìn)行批量供貨。隨著需求擴(kuò)大，國(guó)內(nèi)第一家微納3D打印智能制造車(chē)間或?qū)⒄Q生在上海松江臨港科技城。

普利生微納3D打印已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，正在重塑制造業(yè)的新質(zhì)生產(chǎn)力，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展升級(jí)。