Michigan Tech的3D打印槽模具系統比商業產品便宜
來自密歇根理工大學的研究人員已經開發出了一種用于薄膜半導體加工的開源參數化3D打印槽模系統。通過使用商業3D打印系統，用戶可以節省超過17,000％的成本。
槽模涂料是一種用于將各種液體化學品沉積到玻璃，不銹鋼或塑料基材上的技術。其無數的應用包括太陽能光伏電池，平板顯示器（LCD，OLED和柔性），固態照明和印刷電子傳感器。涂層方法也可用于生產RFID標簽，燃料電池和鋰離子電池。
這是一個有用的技術，但由于加工成本的原因，槽模自身可能會非常昂貴，通常約為4000美元。這意味著研究人員和制造商往往無法利用沉積過程。
為了解決這個問題，來自密歇根理工大學開放可持續技術實驗室的研究員L.Y。 Beeker，Adam M. Pringle和Joshua M. Pearce已經使用3D打印機制作了一個價格在25美分左右的DIY縫口模具。
據研究人員介紹，3D打印的狹縫模具比商業模具便宜17,000％，這使得該研究在狹縫模具涂層領域具有潛在的重要意義。
但是，這種便利并不是以成本為代價的：使用額外的3D打印注射泵，普通的3D打印機可以轉換成狹縫模頭系統，利用新打印的狹縫模頭提供超低成本的液體化學沉積方法。這意味著只需要很少的設備來創建預算系統。
3D打印（和打印機利用）系統除了是一種非常經濟的槽模涂布方式之外，還具有許多優點。交貨時間更短，產量更高（比旋涂等其他技術更高），可以實現定制化，系統甚至可以擴大到卷對卷沉積系統。
為了宣傳他們的研究成果，研究人員發表了一篇論文“用于薄膜半導體加工的開源參數化3-D印刷槽模系統”（Additive Manufacturing）。
正如4000美元的價格標簽所表明的那樣，傳統的槽式模具通常需要昂貴的機械加工，因為它們具有復雜的內部幾何形狀，這限制了對槽模系統的可及性和實驗的限制。
為了克服這些成本問題，密歇根理工大學的研究采用開放式硬件方法，使用開源3D打印機制作系統元件，然后作為系統的一部分工作。
在開發過程中，研究人員面臨著一些棘手的問題，包括選擇材料和合適的3D打印機。對于前者，研究人員知道他們不能使用不銹鋼與他們的FDM 3D打印機，而是不得不使用聚合物。測試了幾種材料，包括PLA，ABS和HIPS，最后的選擇是PETG。所選的3D打印機是Prusa Mendel i1 RepRap的Athena版本。
根據研究人員的研究，研究表明功能實驗室級縫模可以使用低成本的開源硬件方法進行3D打印，他們的分析證實了他們的觀點：研究人員發現，使用印模槽模制造的半導體具有RMS值為0.486納米，厚度為17至49納米，最大光學透射率為99.1％。
研究人員表示，3D打印工藝除了可用的聚合物縫隙沖模外，還可以生產先進的電子材料，涂層和分層復合材料。
令人興奮的是，由于密歇根科技團隊使用OpenSCAD設計的狹縫模具的開源參數模型允許基本的幾何形狀被改變和定制用于給定的實驗，并且打印在短短幾個小時。
研究人員認為，這一過程將對研究薄膜的研究人員以及商業領域的研究人員有所幫助：超低成本的3D打印系統可能導致低成本，大規模生產。
編譯自:3ders.org
編譯自:3ders.org