微納材料制造的案例
2024年-深圳國際納米材料及微納制造展會
參展范圍：
納米新材料：納米碳納米材料（石墨烯、富勒烯、碳納米管），納米金屬及其氧化物材料（納米金、納米銀、納米氧化鋁、納米氧化鐵等），納米粉體材料，納米微球，納米涂層，納米陶瓷，納米復合材料，納米生物材料，納米光學材料，氮化鎵襯底材料等。
分析與檢測：光學顯微鏡，SPM，AFM，LSI測試探測器，超精確度測量儀器，設計工具，模擬，電子顯微鏡(SEM，TEM)，分子設計軟件，壓力平臺，探針，電爐，白光干涉儀，橢偏儀，ZETA電位分析，實驗室粉體制備與檢測儀器（激光粒度儀，顆粒計數器等）。
微納制造：納米研磨設備(干濕法研磨、臥式砂磨機、珠式砂磨機、三棍研磨機），納米微粒混合物，分散技術，薄膜制造技術，蝕刻，離子束激光處理器，電子束處理，填裝充電處理，微電路制造，超精度表面加工技術，融合接合技術，下一代光刻技術，納米壓印技術，飛秒激光曝光設備，MEMS、噴墨機，NEMS，傳感器，納米電子，光電，射流，模型，WCM。
納米防疫展區：納米生物與醫藥、生物傳感器，納米生物材料，靶向藥物釋放，熒光標記、納米診斷試劑、納米診斷設備、納米醫藥，納米抗菌與消毒、RNA、納米探針、人工心臟等。
納米環保清潔：光觸媒、納米抗菌消毒、HVAC系統、凈化設備、納米空氣凈化與水處理技術、空氣凈化器、空氣過濾器、水處理探測與處理設備、新型環境治理技術、PM2.5預防設備和耗材等。
石墨烯薄膜、氧化石墨烯溶液、石墨烯粉體設備、石墨烯薄膜生長CVD設備等。
展開 激光共聚焦和白光干涉儀哪個好？
2、應用：半導體制造及封裝工藝檢測、3C電子玻璃屏及其精密配件、光學加工、微納材料及制造、汽車零部件、MEMS器件等超精密加工行業及航空航天、科研院所等領域中。
激光共聚焦顯微鏡
激光共聚焦顯微鏡是具備3D真彩圖像的納米級光學輪廓儀。它利用激光的單色性和相干性，通過共聚焦的方式將激光束聚焦到樣品上，具有非常高的分辨率和靈敏度，能夠測量傾斜角近乎90度的漫反射斜坡面形貌，尤其擅長大坡度、低反射率的粗糙表面形貌測量。
1、優點
色彩斑斕的成像：提供色彩斑斕的真彩圖像，便于觀察和分析。
微納級粗糙輪廓檢測：擅長微納級粗糙輪廓的檢測，雖然在檢測分辨率上略遜于白光干涉儀，但成像效果更佳。
逐點掃描：逐點掃描的方式，能夠提供高分辨率的圖像。
2、應用：半導體制造及封裝工藝檢測、3C電子玻璃屏及其精密配件、光學加工、微納材料制造、汽車零部件、MEMS器件等超精密加工行業及航空航天、科研院所等領域中。
在選擇激光共聚焦顯微鏡還是白光干涉儀時，應考慮以下因素：
1、分辨率和成像深度：如果需要對樣品進行深層三維成像，激光共聚焦可能是更好的選擇。
2、測量類型：對于需要精確表面形貌測量的應用，白光干涉儀可能更加適合。
3、速度：白光干涉儀通常能提供更快的測量速度，適合于工業在線檢測。
4、操作便利性：某些激光共聚焦系統可能需要專業的操作和分析軟件，而白光干涉儀可能更易于操作。
總的來說，兩種儀器各有千秋，選擇時應基于測量需求、樣品特性以及預算等因素綜合考慮。
展開 白光干涉儀測量材料表面三維形貌
白光干涉儀在測量材料表面三維形貌方面的應用非常廣泛，它通過非接觸式測量方法，能夠提供高精度的表面形貌數據。以下是白光干涉儀在測量三維形貌時的一些關鍵應用和特點：
1. 高精度測量：白光干涉儀能夠提供亞納米級的測量精度，非常適合于納米或亞納米級別的超高精度加工領域的檢測需求。它在同等放大倍率下的測量精度和重復性都高于共聚焦顯微鏡和聚焦成像顯微鏡 。
2. 非接觸式測量：作為一種非接觸式測量技術，白光干涉儀不會對樣品表面造成損傷，這對于易損或敏感材料的測量尤為重要。
3. 快速測量：白光干涉儀的測量速度快，可以快速獲取表面形貌數據，適合于快速檢測和質量控制。
4. 廣泛的測量范圍：白光干涉儀能夠測量從超光滑到粗糙、低反射率到高反射率的物體表面，適用于不同材料和不同表面特性的測量。
5. 三維形貌重建：通過干涉條紋的變化，白光干涉儀能夠重建物體表面的三維形貌，提供詳細的表面特征信息。
6. 軟件分析：白光干涉儀通常配備有專門的軟件，用于操作控制、結果顯示和后處理，能夠以三維立體、二維平面以及斷面分布曲線方式顯示實時測量結果，并可對測量結果作進一步的修正處理 。
7. 應用領域：白光干涉儀在半導體制造、3C電子、光學加工、微納材料制造、汽車零部件、MEMS器件等超精密加工行業中有廣泛應用 。
8. 圖像拼接技術：為了擴大測量視野范圍，白光干涉儀可以采用圖像拼接技術，通過軟件處理將多個測量區域的數據拼接成一個完整的三維形貌圖 。
9. 表面參數表征：白光干涉儀能夠測量并分析表面粗糙度、臺階高度、幾何輪廓等參數，為材料表面質量提供全面的評估。
10. 硬件構成：白光干涉儀的系統構成通常包括光學照明系統、光學成像系統、垂直掃描控制系統和信號處理系統 。
展開 激光共聚焦顯微鏡在材料科學領域中的優點
廣泛應用于半導體制造及封裝工藝檢測、3C電子玻璃屏及其精密配件、光學加工、微納材料制造、汽車零部件、MEMS器件等超精密加工行業及航空航天、科研院所等領域，對各種產品、部件和材料表面的面形輪廓、表面缺陷、磨損情況、腐蝕情況、平面度、粗糙度、波紋度、孔隙間隙、臺階高度、彎曲變形情況、加工情況等表面形貌特征進行測量和分析。
三維輪廓儀測粗糙度：光學3D表面輪廓儀功能詳解
在精密制造領域，表面粗糙度的測量是確保產品質量的關鍵步驟。光學3D表面輪廓儀為這一需求提供了解決方案。
在半導體制造、3C電子、光學加工等高精度行業，表面粗糙度的測量精度直接影響到產品的性能和可靠性。SuperView W系列光學3D表面輪廓儀正是為了滿足這一需求而設計的。
產品特點
SuperView W系列光學3D表面輪廓儀采用了白光干涉技術，結合精密Z向掃描模塊和3D建模算法，能夠對各種精密器件及材料表面進行亞納米級的測量。這種非接觸式的掃描方式不僅避免了對被測物體的損傷，還提供了高測量精度和重復性。
測量原理
該系列輪廓儀的工作原理基于光學干涉技術，通過白光LED作為光源，對被測物體表面進行照射。由于白光具有寬廣的光譜，能夠提供更高的測量精度和分辨率。通過精密的Z向掃描，設備能夠捕捉到物體表面的微觀形貌，并利用3D建模算法重建出物體的3D圖像。
應用領域
SuperView W系列光學3D表面輪廓儀的應用領域非常廣泛，包括但不限于半導體制造、3C電子產品的玻璃屏、光學元件的曲率和輪廓尺寸測量、超精密加工、微納材料制造、汽車零部件以及航空航天和科研院所的研究工作。
性能特色
1. 高精度與高重復性：采用的光學干涉技術和精密Z向掃描模塊，確保了測量的高精度。
2. 環境噪聲檢測功能：能夠定量評估外界環境對測量的干擾，為設備調試和故障排查提供數據支持。
3. 精密操縱手柄：集成了X、Y、Z三個方向的位移調整功能，使得測量前的準備工作更加快捷。
4. 雙重防撞保護措施：軟件和硬件雙重保護，最大限度降低操作風險。
5.
展開 復合材料創新：熱塑材料“Elium”制造風機葉片
阿科瑪公司自豪地展示其史無前例的創新項目：使用熱塑聚酯“Elium”制造風機葉片。此美國首例項目是由化工和材料">復合材料產業的主要廠商結合彼此的專業技術而達到的。這一協作由先進復合材料制造協會(IACMI)導演并被以影片形勢記錄。
綠色能源現在正在成為一項現實的社會議題。阿科瑪在此又一次展現出其對可持續發展的決心。風機葉片在美國本土首次由熱塑樹脂“Elium”制造成功。
本項目于2017年1月在科羅拉多州波爾得展開，意在測試使用熱塑復合材料工業生產風機葉片的可行性。對于阿科瑪團隊來說，此項目也是展示“Elium”的豐富特點的機會，包括：
節省能耗
作為一種液態環氧樹脂，“Elium”樹脂和熱固復合材料應用相同的處理方式和模具。不過，因為模具不需要預熱，所以能耗小得多。而且，葉片部件組裝的膠黏劑可在常溫中使用，不同于熱固膠需要加熱。
環保
阿科瑪的初步測試結果顯示“Elium”制成的葉片部件比熱固復合材料耐受性更強。并且“Elium”的熱塑性使其更方便回收再利用。這是高性能材料的一個重大首例和真正的創新。
高透明水晶樹脂https://www.hongyantu.com/index.php?r=landing/index&id=szjgb
展開 NIAR在增材制造材料和自動復合材料技術方面取得進步
8月21日，全球標準領導者ASTMInternational（美國賓夕法尼亞州WestConshohocken）宣布，NIAR將加入其增強制造卓越中心作為其首個“戰略”合作伙伴。ASTM國際組織和四個創始合作伙伴最近成立了該中心，以支持研發，推動增材制造標準的發展，從而推動尖端增材制造技術的商業化。
“憑借其優勢，NIAR將致力于對增材制造材料進行認證，并進一步加強與全球主要航空航天監管機構的聯系，”ASTM國際全球增材制造項目主管MohsenSeifi博士說。“利用他們在研發方面的專業知識，我們將開發急需的標準，這將大大提高航空和其他行業的認證。我們很高興讓NIAR團隊加入。”
此外，新成立的NIAR高級結構自動化技術實驗室（ATLAS）最近生產了第一臺自動化復合板，采用三軸龍門式自動鋪帶機和三英寸帶。該設備使用其氣動頭來鋪設碳纖維帶，能夠制造長達16英尺，寬10英寸的面板。
自動化制造技術大大提高了生產率并減少了角料數量。以前，這個面板的鋪設需要花費幾個小時的時間，而現在在七分鐘內便可完成。該帶鋪設機是支持NIAR開發自動化復合材料制造技術的首批設備之一。ATLAS將很快利用行業標準的自動化機器人系統和先進的在線檢測系統，擴展其制造大型復合材料結構的能力，如機翼翼梁，機翼蒙皮和機身部分。
ATLAS研究人員目前正在與NASA，國防部，認證機構，行業和學術界建立合作伙伴關系，以開發創新技術來進一步提高生產率，同時創建一個數據驅動的“未來工廠”來管理靈活的費率。ATLAS研究將通過解決航空航天制造問題，同時降低成本和管理復雜性來加速創新。一些初步研究項目將側重于為使用自動化技術制造的結構開發認證框架，以加快引入新材料、先進連接技術和先進工藝，這將確保材料性能滿足計劃目標來縮短認證時間。
展開 鋁材料的增材制造
金屬增材制造可以生產多種金屬，但鋁增材制造用于開發專門用于航空航天和汽車工業的零件。本文探討了生產方法、優勢和應用。
△圖片來源：MarinaGrigorivna/Shutterstock.com
3D打?。ㄒ卜Q為增材制造）使用逐層材料構建方法從數字模型生產零件。3D打印廣泛用于生產聚合物、金屬、混凝土和水凝膠。
特別是，金屬增材制造因其優于鑄造、成型和機加工等傳統制造方法的優勢而備受關注。
由于部件設計自由、部件復雜性、輕量化、部件整合和功能設計等優點，金屬增材制造被用于航空航天、石油和天然氣、海洋和汽車行業。此外，增材制造是一種無需工具的制造技術，可以在更短的時間內以高精度生產完全致密的金屬物體。
△北京寶航新材料鋁合金制件
3D打印鋁中使用的方法
激光粉末床融合 (LPBF) 是一種用于 3D 打印鋁的方法，具有更高的表面光潔度和高精度。這個過程是通過使用強大的激光局部熔化材料開始的，然后形成一層連續的固化金屬。在該技術中，材料和零件支撐同時生成，并且基于鋁基合金的特性，可以修改工藝參數以調整孔隙率、微觀結構和最終材料特性。
電子束粉末床熔融是一種類似于LPBF的方法，其中使用電子束來固化金屬粉末。由于電子束的高加工溫度，3D 打印零件的單層逐漸冷卻，導致與 LPBF 相比更粗糙的微觀結構。
AlSi10Mg是3D打印鋁工業應用中常用的鋁合金。它的優點是高強度、韌性、動態質量、改進的熱特性和可建造性。
AlSi7Mg是另一種高強度鋼合金，用于航空航天、國防和汽車工業的結構部件。3D打印的AlSi7Mg的主要優點是其重量輕、耐腐蝕和高動態承載能力。
展開 下一代汽車制造材料和工藝
供應鏈：世界各地的制造商必須能夠采購材料并維護用于加工的設備。難以在世界范圍內復制更復雜的材料，從而導致供應鏈中斷。
報廢回收：汽車報廢后，汽車材料應可回收。一些高級材料不符合回收要求。
維修：使用更復雜的材料，維修成本會更高，這會增加擁有成本，包括持續的維護費用。
人才缺口：工程師和制造工廠工人需要接受有關新的復雜材料和工藝的培訓。
復合材料設計與制造一體化仿真
【線上＋線下】第二期PAM-COMPOSITE復合材料成型工藝仿真培
訓
復合材料力學
復合材料力學
2025年12月30日 14:33 陜西
PAM-COMPOSITE軟件功能涵蓋：
纖維織物的懸垂和模壓成型
樹脂傳遞模塑 (RTM)、高壓 RTM 和壓縮 RTM及其衍生工藝
熱固性樹脂的固化過程
樹脂固化后引起的制件翹曲變形
片狀模塑料 (SMC)的模壓成型
與制件設計和結構仿真的傳輸接口
通過仿真檢驗設計部門定義的產品信息， 允許將制造結果順利轉移到設計部門進行復合 材料制件的結構數?！皟鼋Y”。
為了普及復合材料成形工藝仿真分析技術，復合材料力學公眾平臺將于2026年1月24 日-1月25日在陜西西安舉辦為期兩天的第二期PAM-COMPOSITE復合材料成型工藝 仿真培訓班，此期培訓主要通過“理論+實操”講解基于PAM-COMPOSITE軟件對連續 纖維增強復合材料制件的成型工藝仿真， 包括纖維干布或預浸料的模壓成型仿真， 液 態模塑RTM成型仿真，熱固性樹脂的固化變形仿真以及片狀模塑料（SMC）模壓成型
仿真。同時為了拓展復合材料制件設計制造一體化的全流程仿真，增加CATIA CPD或
Fibersim的制件鋪層設計簡單實操培訓和ABAQUS的制件強度校核簡單實操培訓。
展開 應用FLOW-3D于材料擠出式增材制造
應用FLOW-3D于材料擠出式增材制造 (Material extrusion additive manufacturing)
作者：Jon Spangenberg / DTU (Technical University of Denmark)
本篇文章中，作者介紹了兩種不同材料的擠出式增材制造。
FDM Printing
Concrete printing
1. FDM printing
FDM printing采用polymer擠出進行3D打印。對研究方向而言，屬于沉積流 (Deposition flow)，流體在熱擠出頭內的流動更是研究重點之一。
從2018年開始，DTU開始針對FDM打印過程中的流體流動現象進行研究，最初研究時做了下列假設。
（1） 流體為不可壓縮流體
（2） 流體流動時黏度為固定值
（3） 忽略能量方程
（4） 不考慮沉積流的凝固現象
（5） 擠出條件由下列比例決定
? 打印速度/擠出速度 (VP/UC)
? 單層厚度/噴嘴直徑 (Lt/DC)
擠出頭內的條件設定如下。
測試用實驗設備照片及設計圖。
根據實驗，完成了下列圖表，不同材料在不同噴嘴直徑下的進給條件。
根據需求，建立了如下的流場信息進行仿真。
使用FLOW-3D進行仿真，仿真數據與實驗數據比對。
2. Concrete printing
混凝土打印屬于房屋3D打印計劃之一，工藝為wet-on-wet printing。
對研究人員來說，如何定義混凝土的流動模式是最重要的。
展開 
中國制造之防彈材料
碳納米管
碳納米管是迄今為止發現的力學性能最好的材料之一，有著極高的拉伸強度和斷裂伸長率。其密度只有鋼鐵的六分之一到四分之一，單位質量上的拉伸強度，卻是鋼鐵的276倍，彈性模量參數，碳納米管比凱夫拉強2.4倍，綜合性能遠遠超過目前人類發現和制造的其他任何材料。
防彈效果上主要是體現在彈性模量上，也就是說碳納米管纖維盔具或防彈衣比凱夫拉的抗擊強度最起碼高2.4倍。
據R&D雜志2013年11月5日報道，Garrison Bespoke公司推出了首套時尚防彈西裝。
此防彈衣是由納米技術制得的碳納米管構成，最初是為在伊拉克的美軍第19部隊特種兵而設計開發的，專利材料更薄、更柔軟，重量只有傳統防彈衣使用的凱夫拉的一半，而且還可以防刺傷，通過碳納米管硬化影響防止刀具穿透。
石墨烯
作為目前發現的最薄、強度最大、導電導熱性能最強的一種新型納米材料，石墨烯被稱為“黑金”，是“新材料之王”，科學家甚至預言石墨烯將“徹底改變21世紀”。極有可能掀起一場席卷全球的顛覆性新技術新產業革命。
研究石墨烯防彈衣的科學家表示，石墨烯制成的防彈衣擁有2倍于現有防彈衣技術（凱夫拉）的防護能力。雖然目前石墨烯依然不能單獨制成強有力的材料，但是能多層復合到結構材料中，這樣就能制止其受彈擊后向外碎裂的過程。
石墨烯防彈材料可廣泛應用于武裝直升機防護裝甲、防彈衣、輕型防護裝甲、防爆裝備等軍工產品中，在民用防彈材料市場及軍用防彈材料市場均具有廣闊的市場前景。
壓縮玻璃碳
壓縮玻璃碳是一種新型碳材料，具備石墨和金剛石的成鍵特征，是一種由sp2和sp3組成的混合雜化物，具有奇異的性能，密度和導電性與石墨相近。
其壓縮強度明顯高于金屬和陶瓷材料，比強度是碳纖維、聚晶金剛石、碳化硅和碳化硼陶瓷的2倍以上。其硬度與寶石相當，可刻劃碳化硅單晶。
展開 碳纖維材料—制造過程認識
碳纖維復合材料重量比鋼輕1/2,比鋁輕1/3，最直接的影響是續航里程長，更加的節能
舒適性：碳纖維的柔軟拉伸性能，對整車的噪音振動控制有很好的提升，會大幅提升汽車的舒適性。
可靠性：碳纖維具有更高的疲勞強度，碰撞吸能性好，在減輕車輛重量的同時還能保住強度和安全性，降低了輕量化后帶來的安全風險系數。
提高壽命：汽車上一些配件要求耐腐蝕，要經過高溫，低寒，煙霧的考驗，普通金屬件不能保證不同環境下的使用壽命。碳纖維不存在腐蝕和生銹問題，就增強了汽車部件的使用壽命。
碳纖維的制造過程
拉絲：把原材料經過加熱，它是增強材料：纏繞成型用的增強材料，主要是各種纖維紗：如無堿玻璃纖維紗，中堿玻璃纖維紗，碳纖維紗，高強玻璃纖維紗，芳綸纖維紗及表面氈等。樹脂基體，及各種填料。，擠壓形成凝膠形狀的絲條，塑料纖維是用數千條計的細絲組成。
穩定：經過400度加熱氧化，使熱塑性大分子轉換成耐熱性結構。使其在高溫下不融不燃，保持纖維形狀，熱力處于穩定狀態碳化：加溫1千-2千度將非碳原子驅離，隨著高溫氧化變成黑色，再經過碳化爐碳原子結合在纖維上。
石墨化：平行的長絲在經過帶電腐蝕表面以便更好的吸收樹脂，用幾百根纖維組成纖維網，樹脂涂布與纖維網同時進入機器內加熱樹脂吸附在纖維網上，通過擠壓樹脂滲入到纖維網絲內，冷卻后液態樹脂就成凝膠狀。
展開 IMD材料制造工藝解析
IMD材料制造工藝解析
汽車制造中的材料大全及連接工藝
新型汽車材料被不斷推出，其目的都是改善汽車的碰撞安全性、噪音和振動、節約燃油和總體成本。
雖然以前的汽車完全由鋼制產品組成，但制造商正在向鋁、鎂和復合材料過渡，以提高汽車性能。為了適應這些新材料，制造商也正在采用新的制造技術。
正如汽車研究機構所預言的那樣，這些是未來幾年中要關注的一些最重要的汽車制造趨勢。新的汽車材料、創新部件的制造和自動化裝配流程將迅速重新定義汽車供應商行業的運作方式。
然而，汽車行業存在一些不確定性，可能會改變這些先進的汽車技術成為市場標準的速度。如果要用新材料制造更多的車輛部件，那么它必須要安全、具有成本效益并且可商業化。但要達到這些生產標準，必須得先改進制造過程本身。
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