超高精密手动角位移台

近期，BMF摩方公司面向全球市场发布第二代超高精密微立体光刻3D打印系统microArch™ S240，该款新机在深圳研发生产，现已开启全球预售。microArch™ S240一直以来，摩方超高精密3D打印系统，以其超高分辨率和微尺度加工能力闻名于业界。那么，microArch S240作为第二代机型，拥有哪些特点呢？首先，S240保持了第一代S140打印机在高精密方面的特点——10μm打印精度，±25μm加工公差。同时，为了更进一步满足客户在精密结构件加工尺寸、加工效率及加工材料等方面的需求，S240具备更大的打印体积（100mm×100mm×75mm），打印速度提升最高10倍以上，能够生产更大尺寸的零部件，或实现更大规模的小部件产量。在打印材料方面，S240支持高粘度陶瓷(≤20000cps)和耐候性工程光敏树脂、磁性光敏树脂等功能性复合材料，极大满足了工业领域制造对产品耐用的需求，也为科研领域开发新型功能性复合材料提供支持。microArch™ S240使microArch S240超高精密3D打印机成为理想的科研和工业生产设备，其附加特性包括：①先进的薄膜滚刀涂层技术允许更高的打印速度，使打印速度最高提升10倍以上；②能够处理高达20000cps的高粘度树脂，从而生产出耐候性更强、功能更强大的零部件；③能够打印工业级复合聚合物和陶瓷光敏材料，包括与巴斯夫合作开发的全新功能工程材料。microArch S240技术原理microArch S240基于BMF摩方的专利技术——面投影微立体光刻技术（PμSL）构建，并融入了摩方自主开发的多项专利技术。摩方PμSL是一种微米级精度的3D光刻技术，这一技术利用液态树脂在UV光照下的光聚合作用，使用滚刀快速涂层技术大大降低每层打印的时间，并通过打印平台三维移动逐层累积成型制作出复杂三维器件。因其复杂精密零部件快速成型的特点，摩方PuSL技术成为众多领域原型器件开发验证和终端零部件小批量制备的最佳选择。这些领域包括：电子通讯、微电子机械系统、医疗器械、生物科技和制药、仿生材料、微流控、微观力学等众多领域。“microArch S240 是摩方的一款面向工业批量生产的超高精密3D打印机。”摩方首席技术官夏春光博士说道，“它不但解决了市场上高精密3D打印技术慢的缺陷，同时还极大放宽了精密3D打印对材料的要求，比如拓宽了树脂的粘度范围，树脂中添加纳米颗粒等。因此它极大的推动了高精密3D打印从科研向工业的扩展。”

BMF摩方公司面向全球市场发布第二代超高精密微立体光刻3D打印系统microArch™ S240，该款新机在深圳研发生产，现已开启全球预售。microArch S240一直以来，摩方超高精密3D打印系统，以其超高分辨率和微尺度加工能力闻名于业界。那么，microArch S240作为第二代机型，拥有哪些特点呢？首先，S240保持了第一代S140打印机在高精密方面的特点——10µm打印精度，±25µm加工公差。同时，为了更进一步满足客户在精密结构件加工尺寸、加工效率及加工材料等方面的需求，S240具备更大的打印体积（100mm×100mm×75mm），打印速度提升最高10倍以上，能够生产更大尺寸的零部件，或实现更大规模的小部件产量。在打印材料方面，S240支持高粘度陶瓷(≤20000cps)和耐候性工程光敏树脂、磁性光敏树脂等功能性复合材料，极大满足了工业领域制造对产品耐用的需求，也为科研领域开发新型功能性复合材料提供支持。技术原理 microArch S240技术原理microArch S240基于BMF摩方的专利技术——面投影微立体光刻技术（PµSL）构建，并融入了摩方自主开发的多项专利技术。摩方PµSL是一种微米级精度的3D光刻技术，这一技术利用液态树脂在UV光照下的光聚合作用，使用滚刀快速涂层技术大大降低每层打印的时间，并通过打印平台三维移动逐层累积成型制作出复杂三维器件。因其复杂精密零部件快速成型的特点，摩方PuSL技术成为众多领域原型器件开发验证和终端零部件小批量制备的最佳选择。这些领域包括：电子通讯、微电子机械系统、医疗器械、生物科技和制药、仿生材料、微流控、微观力学等众多领域。“microArch S240 是摩方的一款面向工业批量生产的超高精密3D打印机。”摩方首席技术官夏春光博士说道，“它不但解决了市场上高精密3D打印技术慢的缺陷，同时还极大放宽了精密3D打印对材料的要求，比如拓宽了树脂的粘度范围，树脂中添加纳米颗粒等。因此它极大的推动了高精密3D打印从科研向工业的扩展。”microArch S240 附加特性 使microArch S240超高精密3D打印机成为理想的科研和工业生产设备，其附加特性包括： 先进的薄膜滚刀涂层技术允许更高的打印速度，使打印速度最高提升10倍以上；能够处理高达20000cps的高粘度树脂，从而生产出耐候性更强、功能更强大的零部件；能够打印工业级复合聚合物和陶瓷光敏材料，包括与巴斯夫合作开发的全新功能工程材料。官网：https://www.bmftec.cn/links/4

用于精密原型件、功能部件制造的摩方PμSL技术3D打印机，是一种无需模具的精密自由成型增材制造方法。可以替代传统精密注塑成型进行小批量生产，快速实现原型、功能件验证。摩方PμSL超高精密3D打印机拥有全球领先的超高打印精度（2μm/10μm/25μm），高精密的加工公差控制能力（±10μm/±25μm/±50μm），配置韧性树脂、硬性树脂、耐高温树脂、生物树脂等打印材料，使得摩方3D打印系统可直接成型精密塑料结构件和功能器件，无需再经过抛光、打磨、喷涂等后处理工艺。以下为部分工业案例分享：01大型连接器 打印设备 S240 打印材料 HTL 特 点 整体大小：模型整体尺寸为80*75*5 mm³，其上含有2864个异形pin孔结构，孔最小特征为0.15 mm模型采用20μm层厚打印，细节尺寸的公差在±25μm内；其精度可媲美精密注塑02内窥镜端座 打印设备 P140 打印材料 HTL 特 点 整体结构一次成型，无需组装包含多处薄壁结构，包括长度4mm，壁厚70μm的3条管道结构快速成型，可实现短时间内小批量定制样件细节公差保持在±0.025mm03CPU插座 打印设备 S140 打印材料 HTL 特 点 总共2170个梯形截面的小孔，小孔边长为0.3-0.65mm每个小孔中均含有微小的突变台阶结构样件细节公差保持在±0.025mm04微流控芯片模具 打印设备 S240 打印材料 HTL 特 点 整体尺寸：88 × 35 × 1.6 mm³含有外凸的管道结构，凸出高度为0.06mm，管道宽度为0.2mm能达到很好的表面质量和很低的表面粗糙度官网：https://www.bmftec.cn/links/4

用于精密原型件、功能部件制造的摩方PμSL技术3D打印机，是一种无需模具的精密自由成型增材制造方法。可以替代传统精密注塑成型进行小批量生产，快速实现原型、功能件验证。摩方PμSL超高精密3D打印机拥有全球领先的超高打印精度（2μm/10μm/25μm），高精密的加工公差控制能力（±10μm/±25μm/±50μm），配置韧性树脂、硬性树脂、耐高温树脂、生物树脂等打印材料，使得摩方3D打印系统可直接成型精密塑料结构件和功能器件，无需再经过抛光、打磨、喷涂等后处理工艺。以下为部分工业案例分享：01大型连接器 打印设备 S240 打印材料 HTL 特 点 整体大小：模型整体尺寸为80*75*5 mm³，其上含有2864个异形pin孔结构，孔最小特征为0.15 mm模型采用20μm层厚打印，细节尺寸的公差在±25μm内；其精度可媲美精密注塑02内窥镜端座 打印设备 P140 打印材料 HTL 特 点 整体结构一次成型，无需组装包含多处薄壁结构，包括长度4mm，壁厚70μm的3条管道结构快速成型，可实现短时间内小批量定制样件细节公差保持在±0.025mm03CPU插座 打印设备 S140 打印材料 HTL 特 点 总共2170个梯形截面的小孔，小孔边长为0.3-0.65mm每个小孔中均含有微小的突变台阶结构样件细节公差保持在±0.025mm04微流控芯片模具 打印设备 S240 打印材料 HTL 特 点 整体尺寸：88 × 35 × 1.6 mm³含有外凸的管道结构，凸出高度为0.06mm，管道宽度为0.2mm能达到很好的表面质量和很低的表面粗糙度

超精密高速激光干涉位移测量技术与仪器 杨宏兴 1，2，付海金 1，2，胡鹏程 1，2*，杨睿韬 1，2，邢旭 1，2，于亮 1，2，常笛 1，2，谭久彬 1，2 1 哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所，黑龙江 哈尔滨 150080； 2 哈尔滨工业大学超精密仪器技术及智能化工业和信息化部重点实验室，黑龙江 哈尔滨 150080 摘要 针对微电子光刻机等高端装备中提出的超精密、高速位移测量需求，哈尔滨工业大学深入探索了传统的共 光路外差激光干涉测量方法和新一代的非共光路外差激光干涉测量方法，并在高精度激光稳频、光学非线性误差 精准抑制、高速高分辨力干涉信号处理等多项关键技术方面取得持续突破，研制了系列超精密高速激光干涉仪，激 光真空波长相对准确度最高达 9. 6×10-10，位移分辨力为 0. 077 nm，光学非线性误差最低为 13 pm，最大测量速度 为 5. 37 m/s。目前该系列仪器已成功应用于我国 350 nm 至 28 nm 多个工艺节点的光刻机样机集成研制和性能测 试领域，为我国光刻机等高端装备发展提供了关键技术支撑和重要测量手段。 关键词 光学设计与制造；激光干涉；超精密高速位移测量引 言 激光干涉位移测量（DMLI）技术是一种以激光 波长为标尺，通过干涉光斑的频率、相位变化来感知位移信息的测量技术。因具有非接触、高精度、高动 态、测量结果可直接溯源等特点，DMLI 技术和仪器被广泛应用于材料几何特性表征、精密传感器标定、 精密运动测试与高端装备集成等场合。特别是在微电子光刻机等高端装备中嵌入的超精密高速激光干涉仪，已成为支撑装备达成极限工作精度和工作效率的前提条件和重要保障。以目前的主流光刻机为例，其内部通常集成有 6 轴至 22 轴以上的超精密高速激光干涉仪，来实时测量高速运动的掩模工件台、 硅片工件台的 6 自由度位置和姿态信息。根据光刻机套刻精度、产率等不同特性要求，目前对激光干涉的位移测量精度需求从数十纳米至数纳米，并将进一步突破至原子尺度即亚纳米量级；而位移测量速度需求，则从数百毫米每秒到数米每秒。 对 DMLI 技术和仪器而言，影响其测量精度和测量速度提升的主要瓶颈包括激光干涉测量的方法原理、干涉光源/干涉镜组/干涉信号处理卡等仪器关键单元特性以及实际测量环境的稳定性。围绕光刻机等高端装备提出的超精密高速测量需求，以美国 Keysight 公司（原 Agilent 公司）和 Zygo 公司为代表的国际激光干涉仪企业和研发机构，长期在高精度激光稳频、高精度多轴干涉镜组、高速高分辨力干涉信号处理等方面持续攻关并取得不断突破， 已可满足当前主流光刻机的位移测量需求。然而， 一方面，上述超精密高速激光干涉测量技术和仪器 已被列入有关国家的出口管制清单，不能广泛地支撑我国当前的光刻机研发生产需求；另一方面，上述技术和仪器并不能完全满足国内外下一代光刻机研 发所提出的更精准、更高速的位移测量需求。 针对我国光刻机等高端装备研发的迫切需求， 哈尔滨工业大学先后探索了传统的共光路双频激光干涉测量方法和新一代的非共光路双频激光干涉测量方法，并在高精度激光稳频、光学非线性误差精 准抑制、高速高分辨力干涉信号处理等关键技术方 面取得持续突破，研制了系列超精密高速激光干涉 仪，可在数米每秒的高测速下实现亚纳米级的高分辨力高精度位移测量，已成功应用于我国 350 nm 至 28 nm 多个工艺节点的光刻机样机集成研制和性能测试领域。该技术和仪器不仅直接为我国当前微电子光刻机研发生产提供了关键技术支撑和核心 测量手段，而且还可为我国 7 nm 及以下节点光刻机研发提供重要的共性技术储备。高精度干涉镜组设计与研制 高精度干涉镜组的 3 个核心指标包括光学非线性、热稳定性和光轴平行性，本课题组围绕这 3 个核心指标（特别是光学非线性）设计并研制了前后两代镜组。 共光路多轴干涉镜组共光路多轴干涉镜组由双频激光共轴输入，具备抗环境干扰能力强的优点，是空间约束前提下用于被测目标位置/姿态同步精准测量不可或缺的技术途径，并且是光刻机定位系统精度的保证。该类干涉镜组设计难点在于，通过复杂光路中测量臂和参考臂的光路平衡设计保证干涉镜组的热稳定性，并通过无偏分光技术和自主设计的光束平行性测量系统，保证偏振正交的双频激光在入射分光及多次反射/折射后的高度平行性［19- 20］。目前本课题组研制的 5 轴干涉镜组（图 11） 可实现热稳定性小于 10 nm/K、光学非线性误差小于 1 nm 以及任意两束光的平行性小于 8″，与国 际主流商品安捷伦 Agilent、Zygo 两束光的平行性 5″~10″相当。 图 11. 自主研制的共光路多轴干涉镜组。（a）典型镜组的3D设计图；（b）实物图非共光路干涉镜组 非共光路干涉镜组在传统共光路镜组的基础上， 通过双频激光非共轴传输避免了双频激光的频率混叠，优化了纳米量级的光学非线性误差。2014 年，本课题组提出了一种非共光路干涉镜组结构［2，21］，具体结构如图 12 所示，测试可得该干涉镜组的光学非 线性误差为 33 pm。并进一步发现基于多阶多普勒 虚反射的光学非线性误差源，建立了基于虚反射光迹精准规划的干涉镜组光学非线性优化算法，改进并设计了光学非线性误差小于 13 pm 的非共光路干涉镜组［2-3］，并通过双层干涉光路结构对称设计保证热稳定性小于 2 nm/K［22- 25］。同时，本课题组也采用多光纤高精度平行分光，突破了共光路多轴干涉镜组棱镜组逐级多轴平行分光，致使光轴之间的平行度误差 逐级累加的固有问题，保证多光纤准直器输出光任意 两个光束之间的平行度均小于 5″。 图 12. 自主设计的非共光路多轴干涉镜组。（a）典型镜组的3D设计图；（b）实物图基于上述高精度激光稳频、光学非线性误差精准抑制、高速高分辨力干涉信号处理等多项关键技 术，本课题组研制了系列超精密高速激光干涉仪 （图 17），其激光真空波长准确度最高达 9. 6×10-10 （k=3），位移分辨力为 0. 077 nm，最低光学非线性误差为 13 pm，最大测量速度为 5. 37 m/s（表 2）。并成功应用于上海微电子装备（集团）股份有限公司 （SMEE）、中国计量科学研究院（NIM）、德国联邦物理技术研究院（PTB）等十余家单位 ，在国产光刻机、国家级计量基准装置等高端装备的研制中发挥了关键作用。 图 17. 自主研制的系列超精密高速激光干涉仪实物图。（a）20轴以上超精密高速激光干涉仪；（b）单轴亚纳米级激光干涉仪；（c）三轴亚纳米级激光干涉仪超精密激光干涉仪在精密工程中的实际测量， 不仅考验仪器的研制水平，更考验仪器的应用水 平，如复杂系统中的多轴同步测量，亚纳米乃至皮 米量级新误差源的发现与处理，高水平的温控与隔 振环境等。下面主要介绍超精密激光干涉仪的几 个典型应用。 国产光刻机研制：多轴高速超精密激光干涉仪 在国产光刻机研制方面，多轴高速超精密激光 干涉仪是嵌入光刻机并决定其光刻精度的核心单元之一。但是，一方面欧美国家在瓦森纳协定中明确规定了该类干涉仪产品对我国严格禁运；另一方面该类仪器技术复杂、难度极大，我国一直未能完整掌握，这严重制约了国产光刻机的研制和生产。 为此，本课题组研制了系列超精密高速激光干涉测量系统，已成功应用于我国 350 nm 至 28 nm 多个工艺节点的光刻机样机集成研制和性能测试领域，典型应用如图 18 所示，其各项关键指标均满足国产先进光刻机研发需求，打破了国外相关产品对我国 的禁运封锁，在国产光刻机研制中发挥了重要作用。在所应用的光刻机中，干涉仪的测量轴数可达 22 轴以上，最大测量速度可达 5. 37 m/s，激光真空 波 长/频 率 准 确 度 最 高 可 达 9. 6×10−10（k=3），位 移 分 辨 力 可 达 0. 077 nm，光 学 非 线 性 误 差 最 低 为 13 pm。 配 合 超 稳 定 的 恒 温 气 浴（3~5 mK@ 10 min）和隔振环境，可以对光刻机中双工件台的多维运动进行线位移、角位移同步测量与解耦，以满足掩模工件台、硅片工件台和投影物镜之间日益复杂的相对位置/姿态测量需求，进而保证光刻机整体套刻精度。图 18. 超精密高速激光干涉测量系统在光刻机中的应用原理及现场照片国家级计量基准装置研制：亚纳米精度激光干涉仪 在国家级计量基准装置研制方面，如何利用基本物理常数对质量单位千克进行重新定义，被国际知名学术期刊《Nature》评为近年来世界六大科学难题之一。在中国计量科学研究院张钟华院士提出的“能量天平”方案中，关键点之一便是利用超精密激光干涉仪实现高准确度的长度测量，其要求绝对测量精度达到 1 nm 以内。为此，本课题组研制了国内首套亚纳米激光干涉仪，并成功应用于我国首套量子化质量基准装置（图 19），在量子化质量基准中 国方案的实施中起到了关键作用，并推动我国成为首批成功参加千克复现国际比对的六个国家之一［30- 32］。为达到亚纳米级测量精度，除了精密的隔振与温控环境以外，该激光干涉仪必须在真空环境 下进行测量以排除空气折射率对激光波长的影响， 其测量不确定度可达 0. 54 nm @100 mm。此外，为了实现对被测对象的姿态监测，该干涉仪的测量轴 数达到了 9 轴。图 19. 国家量子化质量基准及其中集成的亚纳米激光干涉仪 结论 近年来，随着高端装备制造、精密计量和大科学装置等精密工程领域技术的迅猛发展，光刻机等高端制造装备、能量天平等量子化计量基准装置、 空间引力波探测等重大科学工程对激光干涉测量技术提出了从纳米到亚纳米甚至皮米量级精度的 重大挑战。对此，本课题组在超精密激光干涉测量方法、关键技术和仪器工程方面取得了系列突破性进展，下一步的研究重点主要包括以下 3 个方面： 1）围绕下一代极紫外光刻机的超精密高速激光干涉仪的研制与应用。在下一代极紫外光刻机中，其移动工件台运动范围、运动精度和运动速度将进一步提升，将要求在大量程、6 自由度复杂耦合、高速运动条件下实现 0. 1 nm 及以下的位移测量精度，对激光干涉仪的研发提出严峻挑战；极紫外光刻机采用真空工作环境，可减小空气气流波动和空气折射率引入的测量误差，同时也使整个测量系统结构针对空气- 真空适应性设计的复杂性大幅度增加。2）皮米激光干涉仪的研制与国际比对。2021年， 国家自然科学基金委员会（NSFC）联合德国科学基 金会（DFG）共同批准了中德合作项目“皮米级多轴 超精密激光测量方法、关键技术与比对测试”（2021 至 2023 年）。该项目由本课题组与德国联邦物理技术研究院（PTB）合作完成，预计将分别研制下一代皮米级精度激光干涉仪，并进行国际范围内的直接 比对。3）空间引力波探测。继 2017 年美国 LIGO 地面引力波探测获诺贝尔物理学奖后，各国纷纷开展了空间引力波探测计划，这些引力波探测器实质上就是巨型的超精密激光干涉仪。其中，中国的空间引力波探测计划，将借助激光干涉仪在数百万公里距离尺度上，实现皮米精度的超精密测量，本课题组在引力波国家重点研发技术项目的支持下，将陆 续开展卫星- 卫星之间和卫星- 平台质量块之间皮米级激光干涉仪的设计和研究，特别是皮米级非线性实现和皮米干涉仪测试比对的工作，预期可对空间引力波探测起到积极的支撑作用。本课题组在超精密激光干涉测量技术与仪器领域有超过 20 年的研究基础，建成了一支能够完全自主开发全部激光干涉仪核心部件、拥有完整自主知识产权的研究团队，并且在研究过程中得到了 12 项国家自然科学基金、2 项国家科技重大专项、2 项 国家重点研发计划等项目的支持，建成了超精密激光测量仪器技术研发平台和产业化平台，开发了系列超精密激光干涉测量仪，在国产先进光刻机研发、我国量子化质量基准装置等场合成功应用，推动了我国微电子光刻机等高端装备领域的发展，并将通过进一步研发，为我国下一代极紫外光刻机研 发、空间引力波探测、皮米激光干涉仪国际比对提供支撑。全文详见：超精密高速激光干涉位移测量技术与仪器.pdf

导语： 制造业是国家生命的命脉，精密制造是未来制造业发展的一种趋势。2018年，全球精密机加工市场规模达到2160亿美元，同比增长1.9%。精密制造业覆盖航空、医疗、汽车、消费电子、通信等各个领域。现阶段，中国精密制造业总体呈现区域发展不均衡、企业规模较小、实力较弱、产值增长较快等特点，且难以协调厂商需求的批量生产、成本可控与客户需求的产品质量稳定性、一致性之间的矛盾。高精密3D打印作为先进制造业的重要组成部分，解决了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大的痛点，成为现代精密制造业不可缺少的“产业新力量”精密制造业现状：需求大，难度高，投入大 精密制造业主要包括精密和超精密加工技术、制造自动化两大领域，前者追求加工上的精度和表面质量极限，后者包括了产品设计、制造和管理的自动化，两者是密切合作、相辅相成的关系，皆具有全局的、决定性的作用，是先进制造技术的支柱。精密和超精密机加工行业一直是劳动密集、资金密集和技术密集型行业，行业门槛较高，企业需达到一定规模才能产生利润。自动化精密模具包括结构工艺复杂的成型模具和高精度成型模具。结构工艺复杂的模具是在较小的模具体积上需要做出很多功能的实现；高精度模具主要是指成型的产品尺寸变化微小，一致性非常高，模具往往体积不大，但造价高昂。 根据罗兰贝格数据统计，2011-2018年，全球精密机加工市场规模复合年增长率为0.2%；到2018年，全球精密机加工市场规模达到2160亿美元，同比增长1.9%。其中，全球精密机加工外包市场规模达1480亿美元，占全球总规模的69%。资料来源：罗兰贝格 前瞻产业研究院整理 精密制造业提供的是制造业的关键零部件，是制造业的最顶端，利润最丰厚的核心部分。从规模上来看，精密制造业可以覆盖整个制造业的大约三分之一。精密制造主要用于生产复杂的零件及制成品的完整组建，具体领域包括航空、医疗、汽车、消费电子、通信等等。得益于这些下游领域的需求支撑，全球精密制造业市场保持稳定。 精密制造业技术永恒的主题就是高效率与高精度。目前，中国的制造业与世界制造业强国相比仍有较大差距，其中最突出的表现之一是精密零部件的加工能力滞后，主要因其在质量、一致性、耐用性等方面的要求非常高。虽然中国精密零部件加工厂商数量众多，但技术水平和加工能力参差不齐。即使部分的国内配套加工厂商通过购进先进的生产设备等方式可以达到精密零部件的加工质量要求，但却常常难以在批量生产、成本可控的条件下保持产品质量的稳定性和一致性。摩方批量打印齿轮 一般来说，高质量精密零部件加工制造不仅需要先进的生产设备等硬件配备，更需要根据部件的产品特点和客户需求，设计和实施科学合理的生产工艺，平衡加工质量、产品交期和成本控制等多个相互影响的制约因素，同时，还要实现设备、工具和人员等生产资源的优化组合。总体而言，这是一个需要多项投入、多方考量、环环把控的行业。 那么，面对精密制造业市场的巨大刚性需求，以及国家振兴精密制造业的发展趋势，是否可以实现既满足较高的精密产品质量与技术需求、又能实现可控的时间和成本投入？高精密3D打印——现代精密制造的“产业新力量” 在传统加工工艺无法满足高质量精密零部件快速交付需求的现状下，市场需求将目光逐步引导至近些年高速发展的增材制造工艺。增材制造是先进制造业的重要组成部分，随着全球范围内新一轮科技与产业革命的蓬勃兴起，世界各国纷纷将其作为未来产业发展的新增长点。中国《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，《中国制造2025》等均把增材制造列入重点领域。 增材制造又称3D打印技术，它完全解决了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大等痛点，能够准确、快速、灵活设计各种复杂结构。而高精密3D打印更是成为现代精密制造业不可缺少的“产业新力量”，虽目前仍处于发展早期，但其突破复杂三维微纳结构器件的精密快速成型与直接生产制造，在微小精密部件的开发与小批量阶段，以“成型效率高、加工成本低”的突出优势受到高质量精密零部件加工市场的倍加青睐，而这种高效率的“时间差”带来的收益已经成为一些公司的利润来源。 目前在全球范围内，PμSL面投影立体光刻技术(Projection Micro Stereolithography) 是已经成熟商业化的能够实现高精密 3D 打印的的微纳光固化3D打印技术之一。PμSL在实验室阶段可实现几百纳米精度，已经商业化的产品可达几微米的打印精度，多见于深圳摩方科技的nanoArch系列微纳3D打印设备——全球首款商业化的 PμSL面投影微立体光刻技术微尺度3D打印设备产品，涵盖多款型号机型，可以提供2μm超高精度3D打印系统。PμSL 加工速度快、打印幅面大、加工成本低以及宽松的环境要求等特点，使其在工业应用领域已实现了内窥镜、导流钉、连接器、封装测试材料等部件的批量加工和应用，为国内外多个大型公司提供高精密加工方案。 在此列举2个高精密3D打印应用较为广泛的案例：连接器与内窥镜。连接器尺寸5.65mm*2mm*2.8mm，最小pin间距0.14mm，最小壁厚0.1mm；内窥镜端部座中的圆管壁厚为70μm，管径1mm，高度4mm。精度要求皆为±10-25μm。CNC和开模注塑很难加工这种逼近极限的结构，深圳摩方公司可以在约1-2小时内就加工出来，最快一天内交付。同时，也极大的降低了制造成本。深圳摩方——助力振兴中国精密制造业 振兴精密制造业是中国经济跨越发展的重要一环。着眼未来，借助高精密3D打印设备和技术来提升零部件制造的精度，将成为精密零部件制造的一大趋势。 从工业市场出发，效率和成本是决定盈利与否的关键因素。深圳摩方的高精密3D打印设备与技术，在缩短制造周期、降低制造成本、提升产品性能等方面，很好的契合了精密制造业创新发展的技术精度需求与市场盈利需求。中国精密制造实现振兴将如虎添翼，未来可期。

导语： 制造业是国家生命的命脉，精密制造是未来制造业发展的一种趋势。2018年，全球精密机加工市场规模达到2160亿美元，同比增长1.9%。精密制造业覆盖航空、医疗、汽车、消费电子、通信等各个领域。现阶段，中国精密制造业总体呈现区域发展不均衡、企业规模较小、实力较弱、产值增长较快等特点，且难以协调厂商需求的批量生产、成本可控与客户需求的产品质量稳定性、一致性之间的矛盾。高精密3D打印作为先进制造业的重要组成部分，解决了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大的痛点，成为现代精密制造业不可缺少的“产业新力量”精密制造业现状：需求大，难度高，投入大 精密制造业主要包括精密和超精密加工技术、制造自动化两大领域，前者追求加工上的精度和表面质量极限，后者包括了产品设计、制造和管理的自动化，两者是密切合作、相辅相成的关系，皆具有全局的、决定性的作用，是先进制造技术的支柱。精密和超精密机加工行业一直是劳动密集、资金密集和技术密集型行业，行业门槛较高，企业需达到一定规模才能产生利润。自动化精密模具包括结构工艺复杂的成型模具和高精度成型模具。结构工艺复杂的模具是在较小的模具体积上需要做出很多功能的实现；高精度模具主要是指成型的产品尺寸变化微小，一致性非常高，模具往往体积不大，但造价高昂。 根据罗兰贝格数据统计，2011-2018年，全球精密机加工市场规模复合年增长率为0.2%；到2018年，全球精密机加工市场规模达到2160亿美元，同比增长1.9%。其中，全球精密机加工外包市场规模达1480亿美元，占全球总规模的69%。资料来源：罗兰贝格 前瞻产业研究院整理 精密制造业提供的是制造业的关键零部件，是制造业的最顶端，利润最丰厚的核心部分。从规模上来看，精密制造业可以覆盖整个制造业的大约三分之一。精密制造主要用于生产复杂的零件及制成品的完整组建，具体领域包括航空、医疗、汽车、消费电子、通信等等。得益于这些下游领域的需求支撑，全球精密制造业市场保持稳定。 精密制造业技术永恒的主题就是高效率与高精度。目前，中国的制造业与世界制造业强国相比仍有较大差距，其中最突出的表现之一是精密零部件的加工能力滞后，主要因其在质量、一致性、耐用性等方面的要求非常高。虽然中国精密零部件加工厂商数量众多，但技术水平和加工能力参差不齐。即使部分的国内配套加工厂商通过购进先进的生产设备等方式可以达到精密零部件的加工质量要求，但却常常难以在批量生产、成本可控的条件下保持产品质量的稳定性和一致性。摩方批量打印齿轮 一般来说，高质量精密零部件加工制造不仅需要先进的生产设备等硬件配备，更需要根据部件的产品特点和客户需求，设计和实施科学合理的生产工艺，平衡加工质量、产品交期和成本控制等多个相互影响的制约因素，同时，还要实现设备、工具和人员等生产资源的优化组合。总体而言，这是一个需要多项投入、多方考量、环环把控的行业。 那么，面对精密制造业市场的巨大刚性需求，以及国家振兴精密制造业的发展趋势，是否可以实现既满足较高的精密产品质量与技术需求、又能实现可控的时间和成本投入？高精密3D打印——现代精密制造的“产业新力量” 在传统加工工艺无法满足高质量精密零部件快速交付需求的现状下，市场需求将目光逐步引导至近些年高速发展的增材制造工艺。增材制造是先进制造业的重要组成部分，随着全球范围内新一轮科技与产业革命的蓬勃兴起，世界各国纷纷将其作为未来产业发展的新增长点。中国《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，《中国制造2025》等均把增材制造列入重点领域。 增材制造又称3D打印技术，它完全解决了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大等痛点，能够准确、快速、灵活设计各种复杂结构。而高精密3D打印更是成为现代精密制造业不可缺少的“产业新力量”，虽目前仍处于发展早期，但其突破复杂三维微纳结构器件的精密快速成型与直接生产制造，在微小精密部件的开发与小批量阶段，以“成型效率高、加工成本低”的突出优势受到高质量精密零部件加工市场的倍加青睐，而这种高效率的“时间差”带来的收益已经成为一些公司的利润来源。 目前在全球范围内，PμSL面投影立体光刻技术(Projection Micro Stereolithography) 是已经成熟商业化的能够实现高精密 3D 打印的的微纳光固化3D打印技术之一。PμSL在实验室阶段可实现几百纳米精度，已经商业化的产品可达几微米的打印精度，多见于深圳摩方科技的nanoArch系列微纳3D打印设备——全球首款商业化的 PμSL面投影微立体光刻技术微尺度3D打印设备产品，涵盖多款型号机型，可以提供2μm超高精度3D打印系统。PμSL 加工速度快、打印幅面大、加工成本低以及宽松的环境要求等特点，使其在工业应用领域已实现了内窥镜、导流钉、连接器、封装测试材料等部件的批量加工和应用，为国内外多个大型公司提供高精密加工方案。 在此列举2个高精密3D打印应用较为广泛的案例：连接器与内窥镜。连接器尺寸5.65mm*2mm*2.8mm，最小pin间距0.14mm，最小壁厚0.1mm；内窥镜端部座中的圆管壁厚为70μm，管径1mm，高度4mm。精度要求皆为±10-25μm。CNC和开模注塑很难加工这种逼近极限的结构，深圳摩方公司可以在约1-2小时内就加工出来，最快一天内交付。同时，也极大的降低了制造成本。深圳摩方——助力振兴中国精密制造业 振兴精密制造业是中国经济跨越发展的重要一环。着眼未来，借助高精密3D打印设备和技术来提升零部件制造的精度，将成为精密零部件制造的一大趋势。 从工业市场出发，效率和成本是决定盈利与否的关键因素。深圳摩方的高精密3D打印设备与技术，在缩短制造周期、降低制造成本、提升产品性能等方面，很好的契合了精密制造业创新发展的技术精度需求与市场盈利需求。中国精密制造实现振兴将如虎添翼，未来可期。

为了推动微尺度增材制造技术的发展和应用，第一届高精密微尺度增材制造峰会将于2021年8月18日在线上举办，本次峰会旨在搭建一个微尺度增材制造技术及其应用进展的高端交流与分享平台，探讨微尺度增材制造技术的研发进展、应用创新，并展望其未来发展方向。 一、会议名称：第一届高精密微尺度增材制造峰会二、会议时间：2021年8月18日下午1:30 – 5:30三、会议主题：高精密微尺度增材制造峰会四、会议主要方向：探讨微尺度增材制造技术的研发进展、应用创新，并展望其未来发展方向五、会议参与方式：线上直播微信扫码进入，设置“开播提醒”线上链接：https://appqd9qsvik6134.h5.xiaoeknow.com/v2/course/alive/l_61137097e4b054ed7c4ca3de?app_id=appqD9QSViK6134&alive_mode=0&pro_id=&type=2六、组织机构：主办单位：深圳摩方新材科技有限公司峰会主席：葛锜 副教授（南方科技大学） 陈小明 教授（西安交通大学） 七、峰会议程：详见附件一（如主题和时间有调整以最后通知为准）。八、联系我们：联系人：邢羽翔电话：0755-26600689邮箱：tommasxing@bmftec.cn 附件一：会议日程及报告安排峰会嘉宾介绍：主办单位介绍：摩方精密（BMF, Boston Micro Fabrication）于2016年05月03日在深圳成立，专注于超高精密微纳3D打印领域，是全球领先的超高精密3D打印技术及颠覆性精密加工能力解决方案提供商。摩方公司基于面投影微立体光刻技术开发的3D打印系统，能够实现2~25μm的打印精度，5~50μm的打印层厚，宏观成型尺寸，±10~±50μm的样件公差控制能力，在众多领域提供了颠覆性的精密加工解决方案。作为微尺度3D打印的先行者和领导者，在三维复杂结构微加工领域，摩方团队拥有超过二十年的科研及工程实践经验。目前，已有来自全球25个国家的700多家客户采用摩方精密微纳3D打印技术。摩方公司已与全球众多知名企业展开合作，提供全球领先的精密增材制造技术方案，应用于精密连接器、医疗器械、消费电子产品、通讯等行业、组织支架、过滤膜等领域。国内外大量知名高校和科研机构也已经采用摩方的设备，应用于微纳力学、超材料、仿生学、微流控以及生物医疗等领域，并发表了一系列高水平科研成果。

在庆祝中国共产党百年华诞之际，由国家发改委立项支持、中科院高能物理研究所承建的高能同步辐射光源（HEPS）首台科研设备于6月28日上午安装，为其提供技术研发与测试支撑能力的先进光源技术研发与测试平台（PAPS）启动试运行。其中，中科科仪控股公司中科科美研制的直线式劳埃透镜镀膜装置及纳米聚焦镜镀膜装置也于同一天正式投入使用。直线式劳埃透镜镀制装置及纳米聚焦镜镀制装置可实现各类高能物理装置聚焦镜、单色镜、劳埃镜、纳米聚焦镜等膜层制备。在两装置研制过程中，中科科美突破了多项先进制造技术：精密加工制造技术，实现大型真空腔室及复杂运动系统精密加工与装配、减震及超洁净等严苛设计指标；大型真空系统超高真空获得技术，实现结构复杂、内部零部件放气量大的大型真空腔室系统极限真空度达到10-6Pa；高精度直线运动控制技术，实现长距离导轨运行平行度达到微米量级、运动系统速率稳定性控制在千万之一以内；复杂镀膜工艺技术，实现高精度纳米量级万层镀膜工艺，膜厚精度控制在0.1纳米以内。经相关主管部门和院所专家委员会现场测试，高精密镀膜装置结构设计合理、制造工艺先进、主要性能指标达到国际同类产品水平，填补了该领域内多项国内技术空白。直线式劳埃透镜镀制装置HEPS是国家“十三五”重大科技基础设施项目之一，该项目于2019年6月29日开工建设，建设周期6.5年。建成时，HEPS将成为中国第一台高能量同步辐射光源之一，为基础科学和工程科学领域原创性、突破性创新研究提供重要支撑平台。中科科仪控股公司中科科美凭借在真空系统集成领域深厚的专业技术积淀、强大的整体方案解决能力和一站式服务能力参与到该项目中，为国家重大科技基础设施项目实施和技术攻关贡献了力量。

作为微纳3D打印的先行者和领导者，摩方始终秉承将光固化3D打印转变为真正的精密快速成型及直接生产制造的理念，其nanoArch系列3D打印系统已经被中国、日本、新加坡、美国、德国、英国、阿联酋等国家的客户广泛使用，为客户解决了高精密复杂零件的加工和制造难题。 为更好推动微纳3D打印的发展，摩方已经全面开启高精密微纳3D打印系统经销商招募计划，合作共赢、共创辉煌！ 关于摩方 深圳摩方材料科技有限公司（BMF Material Technology Inc）于2016年在中国深圳成立，秉承将3D打印转变为真正的精密快速成型及直接生产制造的理念，自主研发nanoArch系列3D打印系统，为精密增材制造量身定做。摩方设备采用面投影微立体光刻（PμSL: Projection Micro Stereolithography）技术，是目前行业极少能实现超高打印精度、高精密公差加工能力的3D打印系统。PμSL技术具有成型效率高、加工成本低等突出优势，被认为是目前最具有前景的微尺度加工技术之一，已被广泛用于新材料、组织工程、微流控器件、连接器、精密医疗器械、消费电子、精密加工等行业和应用。

近期，中国科学院沈阳自动化研究所智能检测与装备研究室IDE团队在国家重点研发计划项目的支持下，经过艰苦攻关，创新性提出了高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法，并依此方法研发了大型圆柱度测量仪。　　圆柱度是精密回转类零件重要的精度指标之一。目前，圆柱度测量仪大多通过接触式传感器获取被测目标信息，采用精密转台回转的方式实现测量，如英国Talyrond公司研制的最大测量直径达1.6米的1600型圆柱度测量仪。接触式传感器的可形变量极小，在圆柱度测前定心调整过程中，大偏心距累积的运动定位误差极易超出传感器的极限行程而造成传感器损坏。受被测对象的尺寸、重量及高精密转台的制造技术等因素的影响，过大的载荷将严重影响精密轴系的回转精度，所产生的随机误差难以通过算法有效补偿，无法满足大型工件的高精度测量需求。对于直径超过2米的大型轴承套圈，由于零件尺寸巨大、圆柱度测量精度要求高以及测量环境的局限性，现有的接触式传感器与转台回转的测量方式难以满足其测量要求。因此，亟需研究针对大型回转类零件圆柱度的现场快速精密测量方法及相应的评定技术。　　沈阳自动化所智能检测与装备研究室IDE团队提出的高负载大可变量程的大型圆柱度测量新方法采用具有精密、隔震等特性的气浮驱动技术，配合精密耦件，通过测前快速自适应偏置调整技术实现工件测前自动定心，采用精密测头回转的方式快速获取有效测量信息。在测量原理方面，提出了更完善的圆柱度测量模型及误差分离算法，测前定心与实际测量采用分立的运动控制系统，既解决了大型工件的载荷问题，又能够通过模型参数拟合的方式实现偏心、测量线偏置、被测圆柱轴倾斜等误差的精准分离；测量系统采用对称式双测头测量方案，综合了非接触式位移传感器安全、柔性的特点与接触式位移传感器精密、可靠的特性。本方法的提出突破了传统测量方法在大型圆柱度测量过程中的局限性，实现了大型回转类零件圆柱度测前自适应偏置调整和现场快速精密测量。大型零件圆柱度测量仪样机　　目前，该研发团队已完成大型圆柱度测量仪原理样机的研发工作，并在《光学精密工程》《中国激光》等高质量期刊发表相关论文2篇，申请发明专利4项。经过国家权威计量专家及天津计量院的检定，大型圆柱度测量仪样机的回转精度为42.6nm，Z向导轨精度139nm/100mm，最大测量直径为2500mm，且其测量范围可根据使用需求进一步拓展。这意味着该原理样机的核心技术指标已达到国内领先、国际先进水平。本项目的实施将进一步夯实我国大型轴承及以大型轴承为核心基础部件的高端装备的制造技术基础，填补直径大于2米的大型轴承圆柱度测量仪的国内空白，掌握大型圆柱度测量仪的核心技术，提高轴承及相关行业的自主创新能力，为我国高铁、风电和高档数控机床等高端装备制造业的进一步发展提供保障能力，对我国从制造大国迈向制造强国，具有重要的现实意义和巨大的社会经济效益。

为了更好满足客户在精密结构件加工尺寸、加工效率及加工材料等方面的需求，经过摩方技术团队不断创新和技术攻关，深圳摩方即将在9月23日2020 IAME中国（西安）国际3D打印博览会上，正式推出第二代基于面投影微立体光刻技术(PμSL)的高精密微尺度3D打印系统——microArch™ S240。作为摩方公司今年重磅发布的高精密微尺度3D打印机，microArch™ S240 3D打印机都有哪些亮点呢？ 亮点一 打印精度10μm； 亮点二 成型体积增加3.4倍； 亮点三打印速度提升最高达10倍； 亮点四 在打印材料方面，不仅可以支持低粘度(≤200cps)高精度光敏树脂，还能支持高粘度(≤20000cps)工程光敏树脂和纳米颗粒复合树脂，比如陶瓷材料、磁性材料等。如果您想了解microArch™ S240 3D打印机的详细参数与具体细节，请关注我们9月23日下午1:30的microArch™ S240 3D打印机新品发布会，敬请期待！时间：2020年9月23日下午1:30地点：西安高新国际会议中心二楼D30以下为microArch™ S240 3D打印机的部分展示样品：样件一：精密接插件，内部阵列孔道直径350μm，间距50μm样件二：微流道，表面凸起流道高60μm，宽200μm深圳摩方材料科技有限公司(BMF Material Technology Inc.)专注于高精密微尺度3D打印领域，是全球微尺度3D打印技术及精密加工能力解决方案提供商。目前，摩方拥有全球领先的超高打印精度（2μm/10μm/25μm），高精密的加工公差控制能力（±10μm/ ±25μm/±50μm），配置韧性树脂、硬性树脂、耐高温树脂、生物树脂等打印材料，使得摩方3D打印系统可直接成型精密塑料结构件和功能器件，无需再经过抛光、打磨、喷涂等后处理工艺。同时，摩方3D打印系统可以为客户提供免模具的超高精度快速打样验证，小批量的精密塑料零件加工。中国（西安）国际3D打印博览会暨高峰论坛（IAME）由中国工程院院士、国家增材制造创新中心主任、西安交通大学教授卢秉恒院士倡导，国家增材制造创新中心（西安增材制造国家研究院有限公司）、西安交通大学联合发起，邀请院士专家、科研院所、行业企业等参与大会，已成功举办三届。2020 IAME将与中国工程院主办的“面向增材制造与新一代信息技术的高端装备工程管理国际论坛”同期举办，阵容空前强大，将汇聚全球高端装备工程科技界与产业界杰出学者，共同研讨增材制造与新一代信息技术发展趋势。

光纤通信因其具有高带宽、低损耗、重量轻、体积小、成本低、抗电磁干扰等优点，已成为现代信息社会的支柱。同时，传统的微波无线技术也展现出了有效的泛在感知与接入能力。而将上述两种技术进行有机融合，则诞生了微波光子学。微波光子学为电子传感和通信系统提供了上述优势，但与非线性光学领域不同的是，到目前为止，电光器件需要经典调制场，其变化由电子或热噪声而不是量子涨落控制。从理论到实际的量子通讯不仅需要用于量子纠缠的组件，而且还需要一个低损耗和鲁棒性很好的网络来做进一步的数据分发和传输。超导处理器与光通信网络的接口问题是量子领域的一个开放性问题，也是目前面临的大挑战。近期，奥地利科学技术研究所（位于奥地利克洛斯特纽堡）的约翰内斯芬克小组提出了一个可能的解决办法。他们通过使用纳米机械传感器将双向和芯片可伸缩转换器的超导电路集成到大规模光纤网络中开辟了一条道路（如图一所示）。文章中介绍了一种可在毫开尔文环境下工作的腔电光收发器，其模式占用率低至0.025± 0.005噪声光子。其系统是基于铌酸锂回音壁模式谐振器，通过克尔效应与超导微波腔共振耦合。对于1.48 mw的大连续波泵浦功率，演示了X波段微波到C波段电信光的双向单边带转换，总（内部）效率为0.03%（0.7%），附加输出转换噪声为5.5光子（如图二所示）。10.7兆赫的高带宽与观测到的1.1兆赫噪声光子的非常慢的加热速率相结合使量子有限脉冲微波光学转换触手可及。该装置具有通用性和与超导量子比特兼容的特点，为实现微波场与光场之间的快速、确定的纠缠分布、超导量子比特的光介导远程纠缠以及新的多路低温电路控制和读出策略开辟了道路。图一：实验装置示意图图二：转换噪声与模式布居结果在10mK温度下，实现转换的关键是：光纤与微波芯片的对准和稳定连接需要一套用于x、y和z精密移动的位移台。实验中使用了attocube公司的 ANPx101/RES/LT-linear x-nanopositioner，ANPz101/RES/LT-linear z-nanopositioner，ANPx101/ULT/RES+/HV-Linear x-Nanopositioner和ANPz102/ULT/RES+/HV-linear z-nanopositioner系列mk环境兼容的位移台。attocube公司是上著名的端环境纳米精度位移器制造商，已为全科学家生产了4000多套位移系统，用户遍及全球著名的研究所和大学。它生产的位移器设计紧凑，体积小，种类包括线性XYZ线性位移器、大角度倾角位移器、360度旋转位移器和纳米精度扫描器。图三 attocube低温强磁场位移器，扫描器，及3DR旋转台低温mK纳米精度位移台技术特点如下： 参考文献:[1] Nature Communications 11, 4460 (2020) [2] PRX Quantum 1, 020315 (2020)

精密位移传感器技术比较PIEZOCONCEPT 在其压电级中使用什么类型的位移传感器？为什么它优于其他传感器技术？PIEZOCONCEPT 使用单晶硅传感器，称为Si-HR 传感器。尽管它是应变仪传感器大系列的一部分，但它的性能优于其他两种常用技术（电容式传感器和金属应变仪）。这两种位置传感技术有其自身的特定缺点。 电容式传感器与 PIEZOCONCEPT 公司Si-HR 传感器的比较电容式传感器非常常用。他们提供了不错的表现，但他们对以下情况很敏感：• 气压变化：空气的介电常数取决于气压。电容测量将受到任何压力变化的影响。• 温度变化：同样的，空气的介电常数会随温度变化• 污染物的存在以上所有都会导致一些纳米级的不稳定性，因此如果您想实现真正的亚纳米级稳定性，则需要将它们考虑在内。即使可以对气压和温度进行校正，也无法校正其他因素（污染物、脱气）的影响。这解释了电容式传感器在真空环境中性能不佳的原因。此外，电容式传感器非常昂贵且体积庞大。因此，带有电容传感器的位移台不可能做的有像的 BIO3/LT3 这样薄，即使设计的好也会在稳定性方面进一步牺牲性能。因为它是一种固态技术，所以Si-HR 传感器的电阻不依赖于气压或污染物的存在。其次，温度变化会对测量产生影响（主要是因为材料的热膨胀），但这可以通过使用传感器阵列来纠正。基本上，我们为每个轴平行使用 2 个硅传感器 - 一个用于测量，另一个用于考虑由于温度变化导致的材料膨胀。金属应变计与 PIEZOCONCEPT Silicon HR 技术的比较金属应变计与我们的 Silicon HR 技术（也是应变计）之间的差异更大。金属应变计和硅传感器应变计之间存在两个巨大差异。竞争对手试图说所有的应变仪都具有相同的性能，因为它们测量的是应变。这是不正确的。半导体应变计在稳定性方面与金属应变计有很大不同。金属应变计和Si-HR 传感器（PIEZOCONCEPT 使用）之间的第yi个区别是应变系数：半导体应变仪（Si-HR）的应变系数大约是金属应变仪的 100 倍。更高的规格因子导致更高的信噪比，最终导致更高的稳定性。 更重要的是，第二个区别是金属应变计不能直接安装在弯曲本身上（即实现运动的地方）：金属应变计必须安装在某种“背衬”上。因此，它必须安装在执行器本身上，因为您没有足够的空间将其安装在挠性件上。仅在执行器上测量的问题是压电执行器有很多缺陷......存在蠕变或滞后等现象。因此，由于压电执行器的伸长不均匀，因此仅测量执行器的部分伸长率并不能精确地扣除其完全伸长率。通过对弯曲本身进行测量，我们不会遇到这种“不均匀”问题。由于上述原因，如果您比较应变计（金属）和 PIEZOCONCEPT 的Si-HR 传感器，在信噪比和稳定性方面存在巨大差异。 关于法国PIEZOCONCEPT公司 PIEZOCONCEPT 是压电纳米位移台领域的领宪供应商，其应用领域包括但不限于超分辨率显微镜、光阱、纳米工业和原子力显微镜。其产品已被国内外yi流大学和研究所从事前沿研究的知名科学家使用，在工业和科研领域受到广泛好评。 多年来，纳米定位传感器领域电容式传感器一直占据市场主导地位。但这项技术存在明显的局限性。PIEZOCONCEPT经过多年研究，开发出硅基高灵敏度位置传感器（Silicon HR）技术，Si-HR传感器可以实现更高的稳定性和线性度，以满足现代显微镜技术的更高分辨率要求。 PIEZOCONCEPT的目标是为客户提供一个物美价廉的纳米或亚纳米定位解决方案，让客户享受到市面上蕞高的定位准确性和稳定性的产品使用体验。我们开发了一系列超稳定的纳米定位器件，包含单轴、两轴、三轴、物镜扫描台、快反镜和配套器件，覆盖5-1500um行程，品类丰富，并提供各类定制化服务。与市场上已有的产品相比具有显着优势，Piezoconcept的硅传感器具有很好的稳定性、超本低噪声和超高的信号反馈，该技术优于市场上昂贵的高端电容传感器。因此，我们的舞台通过其简单而高效的柔性设计和超本低噪声电子器件提供皮米级稳定性和亚纳米（或亚纳米弧度）本底噪声。更多详情请联系昊量光电/欢迎直接联系昊量光电关于昊量光电：上海昊量光电设备有限公司是国内知名光电产品专业代理商，代理品牌均处于相关领域的发展前沿；产品包括各类激光器、光电调制器、光学测量设备、精密光学元件等，涉及应用领域涵盖了材料加工、光通讯、生物医疗、科学研究、国防及更细分的前沿市场如量子光学、生物显微、物联传感、精密加工、先进激光制造等；可为客户提供完整的设备安装，培训，硬件开发，软件开发，系统集成等优质服务。

成果名称高精密半导体激光系统的研制单位名称北京大学联系人马靖联系邮箱mj@labpku.com成果成熟度&radic 研发阶段 □原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产成果简介：在新一代高精度卫星全球定位系统中，星载原子钟、新一代原子干涉仪、新一代重力测量仪等精密测量设备都迫切需要频率稳定度高、对参考谱线具有自动识别功能的高精密外腔半导体激光器。此外，发展具有我国自主知识产权的高精密半导体激光技术，使我国摆脱此类高端激光依赖进口的被动局面，将为我国新一代的高精度卫星全球定位系统、环境检测技术和生物检测技术等高新技术的发展打下坚实的基础。北京大学信息科学与技术学院陈徐宗教授申请的&ldquo 高精密半导体激光系统的研制&rdquo 项目，以研制具有国际先进水平的高精度可调谐半导体激光器和高精度倍频激光器为目标，瞄准该课题中的关键技术，着力解决高精度可调谐外腔半导体激光器的光栅反馈的稳定性、宽连续可调谐范围、中心波长范围等核心问题。 2009年，该项目获得了北京大学&ldquo 仪器创制与关键技术研发&rdquo 基金资助。在基金的资助下，通过关键器件的购置和实验材料的加工，课题组开展了一系列富有成效的工作，包括：外腔半导体激光头的研制、精密电源与高精密频率控制器的研制、精密光谱监测系统的研制、激光倍频光学系统的研制、倍频腔稳频电路的设计和精密控温器的研制等，实现了激光自动锁频、连续稳频、迁谱线智能识别等创新功能。在未来的工作中，课题组将进一步提升该系统的稳定性和可靠性，优化相关工艺设计，推动高精密半导体激光技术的发展与产业化。应用前景：在新一代高精度卫星全球定位系统中，星载原子钟、新一代原子干涉仪、新一代重力测量仪等精密测量设备都迫切需要频率稳定度高、对参考谱线具有自动识别功能的高精密外腔半导体激光器。

在满足目前各种应用需求的前提下，光谱分析仪器和方法也在不断的创新发展中，不论是分子光谱还是原子光谱都涌现了一系列创新的成果，特别是拉曼光谱、近红外光谱、激光诱导击穿光谱、太赫兹、超快光谱、荧光相关光谱、高光谱等相关技术彰显了极具诱惑的市场活力，引领着行业发展的方向。第十二届光谱网络会议（iCS 2023）中，近50位专家报告充分彰显了光谱创新潜力，纷纷展示了一系列的创新成果：从仪器整机到关键部件；从系统集成到方法开发；从大型科研仪器，到用于现场的便携、手持设备；从实验室检测设备，到过程分析技术……为了更好的展示这些创新成果，同时也进一步加深专家、用户、厂商之间的合作交流，会议主办方特别策划《光谱创新成果“闪耀”iCS2023》网络专题成果展，集中展示本次光谱会凸显的创新成果，包括但不限于仪器、部件、技术、方法、应用等。南通智能感知研究院（简称“感知院”）坐落于风景秀美的紫琅湖畔，依托星载高光谱团队，结合南通创新人才培养、高科技产业转型升级的需要，于2019年11月1日揭牌成立，设置有数十个专业实验室，拥有5位院士和多位国家级专家组成的人才队伍，以光机电核心元部件、规模化光电探测系统、集群化商业卫星为主要发展方向，推动南通光电及航天产业发展。感知院充分发挥专家团队多年在红外、高光谱等成像探测感知领域的技术优势和航空航天有效载荷方面雄厚的研发积累，在南通建立高光谱遥感产业发展基地。在光机电核心组部件、规模化光电仪器研发和集群化商业卫星领域，补齐南通航天全产业链中的“载荷、数据”两个重要环节，促进航天遥感产业中光谱类载荷及数据的规模化制造与获取。聚焦“智能感知”领域技术研发、人才培养及产业转化，探索科研体制机制创新，提供感知探测及其配套技术、材料、部件、应用数据、软件与设备的研发等相关服务，推动光电感知和遥感技术的产业转化，进行相关学科研究生培养、继续教育与学术交流，支撑国家航天产业和空天信息技术规模化发展。以光栅微纳部件、精密光机、数字化光电仪器制造、天空地一体化即时探测、遥感大数据处理应用等核心部件和技术的研发为主，集聚多方资源，构建核心软硬件、数据获取、信息处理、信息应用全链路光电仪器研发、数据收集中心和智能遥感云服务平台，形成面向终端客户不同层级的“共建、共享、共用”智能遥感产业体系。以智能化微光/红外感知组件、微小型制冷机、精密测角装置等核心部件的研发为基础，发挥红外探测技术优势，研制高性能可迭代的“云台+嵌入式+红外/微光仪器+自动处理提取+远程传输操控”系列高端产品。应用于边防管控、城市监控、森林火灾监控、夜间生态监测、油气泄漏监控、智能预警探测等领域，开拓智能安防市场，构建面向系统应用的智能安防产业体系。一、成果简介成果一：高精密凸面闪耀光栅成像光谱仪将成像技术和光谱技术结合在一起，可同时获取目标物体的空间信息和光谱信息，具有高分辨率、测量范围广等优点，被广泛的应用于地质观测、矿物识别、水体水质监测、土壤土质监测、农作物长势与病虫害监测、碳排放监测、植被覆盖、环境污染监测、灾害应急监测等行业领域。分光系统是成像光谱仪的关键部件，直接决定了光谱仪的结构与性能。成像光谱仪的光谱分辨率越高，对地物的分辨能力就越强；当光谱分辨率需要细分到“纳米”量级时，基于多刻槽衍射效应的凸面光栅分光的难度急剧增大，然而高性能凸面光栅的制备技术受制于国外，严重制约我国自主星载高光谱相机的发展。为解决该技术瓶颈，感知院项目团队开展了：电子束抗蚀剂涂布、槽形角度变化及低深宽比槽形控制技术、高精度光栅槽形不同介质转移技术、均匀性金属反射膜镀膜技术、高精度检测等核心技术研究攻关，填补了电子束凸面光栅国内技术空白，与同类型的进口光栅比较，性能达到了国内领先、国际先进水平，面型加工精度及部分波段衍射效率等指标优于进口光栅，实现了可见光/红外宽谱段高精密凸面光栅制备核心技术的自主掌握。目前已经制备了一系列凸面/凹面光栅，已经应用到星载、机载、手持设备上。成果二：轻小型制冷机在红外光电载荷中，核心红外探测器件及光学系统需要工作于低温环境下，需要针对整个仪器及其关键部件进行科学的热规划、热设计和热实施，提升仪器性能，保障仪器可靠工作。因此，低温制冷机、高效传热元件及以此为基础的载荷仪器热管理系统是当代先进红外仪器载荷应用的核心支撑技术。特别是随着商业航天的蓬勃发展，卫星载荷趋于小型化、模块化、标准化，要求服务于商业小卫星的红外光电系统朝着低成本、紧凑化方向发展，亟需低温制冷机向着小型化、规模化、通用化方向予以发展。同时，低温集成技术是降低红外光学系统背景噪声、提高探测灵敏度的重要保障；也是红外探测仪器核心竞争力之一。感知院在产业化需求的牵引及其技术孵化下，突破了轻小型制冷机核心关键技术，形成制冷机数字化设计仿真分析平台，实现轻小型、超低温制冷机样机及制造工艺规范。开发了轻小型线性斯特林制冷机产品，性能指标达到国际先进水平；具备全周期免维护的超高可靠性，冷指接口标准化设计、集成式耦合结构，通用性强，热流密度高、温差小、能耗极低，适应性好等优点。目前已逐步实现产品规模化生产，处于行业领先水平，能有效支撑红外光电载荷产业化发展！成果三：光电芯片模组红外探测器和光学镜头组成的红外光电探测系统可以突破人类视觉局限，能在完全黑暗、烟雾、粉尘等环境下观测物体，实现全天候、全天时工作，广泛应用在军事和民用的诸多领域。探测器模组是高端红外光电探测系统的核心部件之一，直接决定了探测系统的结构和性能。相较于非制冷型探测器模组，制冷型探测器模组在探测物体信号时具有灵敏度更高、精度更高、误差更小、检测温度范围更广的优势。近几年我国的红外产品市场发展很快，但由于核心器件(如制冷型探测器)一定程度上依靠进口，价格、质量和维护等因素严重地制约了国内红外产业的发展和市场的广泛推广，远不能适应国内日益增长的市场需求。感知院基于上海技物所成熟的红外技术，以院内的VOC气体检测、中海油等项目所需的高性能制冷型长波红外机芯为设计输入，开展长波红外探测器组件项目的研发，旨在打破国外对红外技术垄断局面，解决国外进口限制、价格高昂、供货周期无法保证等问题，突破关键核心技术，实现高性能制冷型红外机芯国产自主和批量化生产。成果四：遥感大数据处理随着遥感数据在空间、时间、光谱和辐射等维度的分辨率越来越高，数据类型越来越丰富，海量数据呈井喷式爆发增长。另一方面，虽然全球尺度的遥感大数据设施蓬勃兴起，但是面向区域发展的区域高分辨遥感大数据设施和服务体系较为缺乏，严重制约遥感信息与社会经济数据的综合利用程度，导致相关产业链不够完善，不能满足行业发展的需求。当前遥感大数据发展主要存在以下两个方面的制约，一是遥感大数据设施的缺位，二是遥感数据吞吐速度、处理能力、算法效率与精度稳定性等瓶颈问题。这两方面均为当今区域遥感大数据建设中亟需解决的技术难题。感知院遥感大数据处理系统对遥感数据进行横向光谱偏差处理，盲元判别与修复、Etalon效应测试与处理、非均匀性校正和低信噪比波段的降噪处理，利用大气校正辐射计定标及数据处理联合应用技术对日数据预处理、对地数据预处理、大气参数反演，遥感应用复查等等一系列处理流程，生产出横向光谱偏差、盲元修复率、相对辐射校正精度的数据产品。目前已研制出相对辐射校正、盲元判别和修复、光谱横向偏差校正等核心算法一套；研制出GF-5星高光谱数据从L0到L1级产品生产软件一套；成果五：高端光电探测系统现有的自主国产高端仪器无法实现行业对高精度定量化遥感的需求，目前民用高光谱设备或核心部组件绝大多数都是进口产品，全面自主可控的高端仪器研发和需求是当下行业相关单位急迫需要解决的问题。感知院研制出的高精度、高性能、轻小型机载轻型高光谱相机，可模块化组装，适用于低空/高空，轻型/大型飞机高光谱遥感作业，可选择机上定标装置、惯导、嵌入式数采终端，并具有良好的温适性；研制出的多功能地物快筛扫描仪，采用高精密凸面闪耀光栅、光谱纯度高、畸变小、信噪比高、光源稳定无杂光干扰、分辨率高、数据精准；协同启东光电遥感中心自主研发出高精准、高性能、定标、反演、照明、测距一体专业级全反射波段手持式光谱仪，内置激光测距模块，实时显示被测物体观测范围，具备快速自定标及反演、终端互联远程支撑、超长待机功能；研制出多模态、大动态微光红外监测相机，可应用于边防哨所、口岸海岸、各种重要区域。二、产业化探索经过三年多的发展，感知院已在高精密光栅、红外探测器、轻小型成像光谱仪、微小型低温制冷机、微光夜视红外系统、遥感大数据等核心组部件仪器与遥感数据处理方面，形成了系列产品。1.高精密闪耀光栅产品方面，具备球面闪耀光栅产品自主研发能力，突破国外进口元器件的“卡脖子”技术，掌握自主的核心工艺控制方法。目前承担众多国家项目及课题，包括：国家重点研发计划凸面光栅课题、静止轨道全谱段卫星凸面光栅研制、产业化凹面光栅项目、核工业研究院凸面光栅项目、环保部生态环境检测凸面光栅项目。所研制光栅涉及可见、近红外、短/中/长波红外、甚长波红外，刻线密度覆盖十几线至一千多线。在中科院上海技术物理研究所以及相关航天工程单位牵引下，持续开展高精密光栅的国产化、低成本化制备技术研究和星载凸面光栅产品研制，预计未来三年产品销售额可达到1.2亿元至1.8亿元。2.微小型制冷机方面，形成不同应用场景下微型斯特林制冷机系列产品（例如：WS50090微型斯特林制冷机、WS100080微型斯特林制冷机等产品），突破了轻小型制冷机关键研制技术，形成了微小型制冷机规模化研制能力。未来3-5年，预计市场销售可达到8000万元—1.2亿元。在已有的企事业单位合作基础上，开展相关规模化、低成本化制造技术研究，在不断扩大红外探测微型制冷机市场需求的同时，将先进仪器热管理技术逐步推广到医疗低温冷箱领域，以及大数据中心散热节能减排领域，为碳中和碳达峰、绿色低碳数字经济提供技术支撑。至2025年，完成研制轻小型斯特林制冷机产品化定型、工艺体系建立，市场销售额不少于3000万元/年；至2030年，打通制冷机上下游产业应用，实现商业化推广，形成轻小型制冷机组件、热管、散热模组等产品的规模化生产，市场销售额不少于1.5亿元/年。3.光谱仪产品方面，感知院先后与国家、省、地方等40多家单位形成了广泛的技术研发和市场合作关系，如生态环境部卫星环境应用中心、上海航天电子技术研究所、核工业北京地质研究院等。目前已达到覆盖太阳辐射波段（可见、近红外、短波）的高光谱相机及软件算法的自主研发能力。未来3-5年，结合重点示范区域高光谱探测仪系统的需求，逐步扩大应用场景，拓展和实现后期全国范围内600-1000个典型区域的实地应用，相关产品的产能提升到400-500套/年的规模化生产，年销售额达1.2-1.5亿元以上，从行业应用产品转向民用高光谱产品，实现产品的规模化、批量化生产，向年销售3-4亿元迈进。4.商业遥感卫星方面，积极推动航天遥感商业卫星的整体规划和研制工作，协同江苏高分产业联盟和相关单位，积极争取实现1-2颗遥感商业卫星的研制及发射工作，通过有效获取和分析数据，重点服务江苏省和南通遥感应用及大数据等相关领域和单位，逐渐推行航天遥感商业产业链在南通当地的宏观/微观形式集聚。未来，感知院将持续推进批量化和低成本化，持续开展相关技术创新，持续扩大光电遥感仪器产能，持续拓展核心技术服务领域，实现从政府行业部门牵引式应用扩大到民品市场普适性应用，争取实现产品销售和市场达到4亿。商业遥感卫星方面，持续推进和实现星空地一体化、遥感大数据的全面服务和应用，并以行业应用为基石，实现百余颗航天遥感商业卫星的研制和发射，满足天级重访周期的全方位遥感数据覆盖，打造遥感大数据服务云平台，凝聚国内乃至国际遥感相关领域专家和团队，有效推动和实现航天遥感产业集聚，全面实现全国各省市、核心国企（例如北大荒集团、银河航天）、政府资本、民营资本等不同领域的联盟合作和分工协作，助力和推动航天遥感大产业的落地，切实提升南通百亿级光电产业集群的影响力和社会效益，争取实现产品业务体量15-30亿元。三、未来研究计划最看好的光谱技术是高光谱成像技术。高光谱成像就是收集并识别物质光谱指纹的技术，是以精细的光谱分辨率表征物质不同光谱吸收或发射特征的重要探测手段，是人类实现从“看到”到“识别”物质的得力“探针”。这些“探针”对不同光线波长的感知程度可细微到“纳米”级，能够帮助人类从一公里外看到米粒大小物体上的300多种颜色，而人眼能看到的颜色一般只有7种。与可见光相比，高光谱技术增大了波段幅宽的同时，减小了光谱弯曲畸变、提升了探测灵敏度，已经在水体水质监测、大气排放、探物找矿等领域实现了精细化分辨和大覆盖范围的业务化实用化的应用。未来感知院重点主攻方向如下：1.微纳光栅领域，未来三年内，计划将凸面光栅应用由太阳反射波段扩展至地球辐射波段，即拓展至紫外和甚长波红外波段；同时突破人工智能AR设备的核心元件“波导光栅”的研制工艺，缩短波导光栅元件的定制周期，完成小型AR样机的研制，实现AR设备数字化生产。2.制冷机领域，未来三年内，建立制冷机设计多物理场耦合的联合仿真模型，进一步改进微型杜瓦封装技术，建设低成本、批量化制冷机中试工艺线；至2025年持续进行技术突破，完成研制轻小型斯特林制冷机产品化定型、批量生产。在上述基础上，引入3D增材制造等新型工艺技术，建立通用标准件库、在线质量监测、柔性自动化装配等批量化制造工艺规范，实现低成本轻小型制冷机研制生产线，进一步实现产业化，形成轻小型制冷机组件产品规模化生产。3.探测器领域，将成熟的星载探测器技术进一步向民用化、市场化、规模化转化，突破探测器驱动及信息获取电路模块化设计关键技术；开发高性能、低功耗、低噪声、大动态范围、轻小型探测器模组，形成特有的多功能、多系列“拳头”产品，进一步降低制造成本，形成批量化生产能力。4.遥感数据处理领域，在现有基础上，搭建由高性能服务器和高容量存储设备组成的基础设施，系统数据运算能力每秒可达到1560万亿次，数据存储能力达到PB级。开展天空地一体化遥感大数据处理算法和应用软件的研发，攻克多源数据高精度配准难题，攻克遥感大数据高效训练与算法提升关键技术。在未来5年内形成面向行业大众的遥感云服务平台，形成多个行业的业务化应用示范。5.高端光电探测系统领域，在已开发出的光电探测系统基础上，采用“销售一代，预研一代”的推广模式，专注于自主迭代升级的技术研究，开展多模态一体化技术、多模信息融合、大动态范围自适应以及模块化设计的研究，建立系统全链路数字化孪生模型，为已有的用户提供各类增值迭代服务，不断拓展潜在应用领域。四、合作需求希望与多方合作：1.光谱仪的各组部件供应商（包括元器件、机械加工件、镜头、整机组装定标调试等厂商）；2.遥感数据应用团队（农业土壤有机质氮磷钾、杂草、水质检测）联合开发面向农业、水质监测、环保方向的应用示范平台；3.面向土壤应用、水质检测、环保检测等研发团队开展高光谱设备的租赁合作；4.创投类和科技创新类基金的支持。（联系人：李先生 17712225916）附：专家简介和团队介绍经过三年多的发展，形成了院士领衔指导发展。形成多位院士（业内具有崇高的威望和影响力的匡定波、童庆禧、薛永祺、沈学础、褚君浩等院士）和顶尖专家领衔的高层次、高水平专业人才团队。专业覆盖遥感技术、光电仪器、微纳光学、微电子、电子信息、机械结构、制冷工程，计算机和数据处理等与光电遥感技术及应用相关的学科领域。专家团队具有多年丰富的机载/星载多光谱、高光谱及红外相机的研制经验，在国际上率先解决了星载高光谱成像载荷难以同时兼顾宽谱、宽幅、高光谱分辨率和高探测灵敏度的技术难题，打破国外在核心关键技术上的长期封锁，性能指标国际领先，成果已广泛应用于国家相关行业部门、科研院所和骨干企业，以及国外相关知名机构。匡定波：南通智能感知研究院特别顾问。中国科学院院士，红外及遥感专家，1991年当选中国科学院学部委员（院士）。现任中国科学院上海技术物理研究所研究员，博士生导师。是我国红外与遥感技术的领路人，他的学术思想和科学成就开创了中国红外应用及遥感技术领域的新纪元。童庆禧：南通智能感知研究院特别顾问。中国科学院院士、联合国科学院院士、国际欧亚科学院院士，遥感技术与应用专家，1997年当选为中国科学院院士。我国遥感技术应用领域的最早开拓者之一。长期致力于气候学、太阳辐射和地物遥感波谱特征研究。薛永祺：南通智能感知研究院技术发展委员会主任。中国科学院院士，红外和遥感技术专家,1999年当选为中国科学院院士。现任中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师，中科院空间主动光电技术重点实验室学术委员会主任。长期致力于多光谱和成像光谱技术研究，为中国建立机载实用遥感系统提供了多种先进的遥感手段，并推动了中国遥感技术的应用。先后研制成功多光谱扫描仪、成像光谱仪、超光谱成像仪。沈学础：南通智能感知研究院学术发展委员会主任。中国科学院院士，物理学家，1995年当选为中国科学院院士。现任上海技术物理研究所研究员，博士生导师，复旦大学教授，上海大学理学院名誉院长，国际巴登奖评定委员会委员和多个国际杂志编委。主要从事固体光谱和固体光谱实验方法等方面的科学研究。褚君浩：南通智能感知研究院产业发展委员会主任。中国科学院院士，半导体物理和器件专家，2005年当选为中国科学院院士。现任中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师，SCI期刊《红外与毫米波学报》主编，复旦大学光电研究院院长和上海虹口区科协主席等职。长期从事红外光电子材料和器件的研究，开展了用于红外探测器的窄禁带半导体碲镉汞（HgCdTe）和铁电薄膜的材料物理和器件研究。刘银年：南通智能感知研究院院长/首席科学家。中国科学院上海技术物理研究所研究员，博士生导师，所学术委员会副主任；中国遥感应用协会高光谱遥感技术与应用专业委员会主任；上海市十大科技英才，全国优秀科技工作者，国家级人才计划入选者；是我国星载高光谱遥感载荷的主要开拓者，先后主持了国家级重大项目10余项，是多个国家级项目的首席科学家、首席专家。带领团队率先突破了国际上光谱成像难以同时兼顾宽谱、宽幅、高光谱分辨率和高探测灵敏度的技术瓶颈，建立了星载光谱成像载荷技术研发体系，研制出国际上首台星载宽谱宽幅高光谱相机，实现了国际上4颗高光谱卫星在轨组网观测，技术水平大幅领先国际在轨和在研的同类载荷，推动了水体土壤微克量级大范围探测、数百万平方公里以上矿物填图、复杂地物精细识别、甲烷点源排放精准监测等一系列重大应用难题的突破。相关研究成果发表于《IEEE GRSM》和《Science Advances》等国际顶级期刊。孙德新：南通智能感知研究院执行院长/首席专家。中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师，中国遥感应用协会高光谱遥感技术与应用专业委员会秘书长。长期致力于红外高光谱光电遥感技术的研究，在空间信息获取与处理技术、成像技术、光电信息处理等方面具有深厚的理论功底和丰富的实践经验。先后负责或参与完成了红外及高光谱载荷研制相关国家重大科研项目及型号任务十余项。环境减灾二号A/B卫星主任设计师，国家重点研发计划“静止轨道全谱段高光谱探测技术”项目负责人。陈效双：南通智能感知研究院学术发展委员会副主任兼秘书长/微纳光电子首席科学家。中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师，红外物理国家重点实验室主任。研究领域为红外光学，微纳光子学，人工量子结构和量子操控，光电子材料与器件。先后承担国家重点研发计划量子调控与量子信息重点专项项目，国家自然科学基金重大研究计划重点项目，国家自然科学基金重大项目和重点项目，中国科学院创新工程项目，上海市科学技术委员会基础重大和重点项目等国家和省部级科研项目10余项。吴亦农：南通智能感知研究院空间制冷技术首席专家。中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师。长期致力于空间低温制冷机研发、制造和应用，以及制冷装置可靠性和长寿命技术、空间载荷低温系统集成和热管理技术等研究。负责并完成四十余项航天预研及工程型号任务，以及国家重大专项中的制冷器研制及载荷热管理技术服务项目。陈永平：南通智能感知研究院微电子技术首席专家。中国科学院上海技术物理研究所研究员、博士生导师。长期致力于硅基光电器件的研究，在CMOS图像传感器、PN/APD光电传感器、CMOS与红外MEMS集成器件等方面具有深厚的理论功底和丰富的实践经验。先后主持完成航天遥感用系列化硅基光电传感器研制、硅基光电子前沿研究、红外MEMS关键技术研发等十余项国家级重点项目。现为国家重点研发计划“超大规模红外MEMS组件”项目负责人、首席科学家。尹忠海：南通智能感知研究院人工智能首席专家。高光谱遥感与应用技术专业委员会委员。长期致力于遥感影像、自组织网络及人工智能方面的研究工作，主持或参与项目近20项。曾任卫星地面分发系统数字指纹追踪子系统的主任设计师，建立了遥感影像数据分发的追踪机制；主持了国家重点型号项目数据链分系统的总体设计工作，形成跨代新体制下的网络架构，设计了高效分簇管控机制和传输协议并予以实现；为国家973项目课题负责人、总师组主要成员，面向事件驱动的“激励与响应”机理，提出了用于复杂事件处理的事件代数系统，相关成果应用于不同场景集群系统的智能涌现和逻辑控制建模。此外，感知院已形成高层次人才占比达80%的研发团队。其中，全职人员53人，外部专家34人。

背景介绍 载流子之间的相互作用是凝聚态物理学的热门研究和重点关注对象。调控这种相互作用的能力将有望调控复杂的电子相图。近年来，二维莫尔超晶格已经成为量子领域非常具体潜力的一个研发平台。莫尔系统通过调整层扭转角、电场、莫尔载流子浓度和层间耦合，可以实现其物理参数的高度可调。进展概述 近期，Xiaodong XU（美国华盛顿大学）的研究小组报道了光激发可以高度调整莫尔捕获载流子之间的自旋-自旋相互作用，从而产生WS2/WSe2莫尔超晶格中的铁磁有序。该研究中，作者使用了德国attocube公司提供的ANPxyz101系列兼容低温强磁场纳米精度位移台，以确保在低温强磁场环境中精确控制样品位置。文章以《Light-inducedferromagnetism in moirsuperlattices》为题，发表于Nature期刊。 图1显示了丰富的填充因子依赖的磁光响应，在填充因子为&minus 1时，RMCD显示出超顺磁样响应。当空穴掺杂明显减少（见图1e）时，一个磁滞回线开始出现, 这是铁磁性的标志。在&minus 1/3的填充因子（即每3个莫尔晶胞中有一个空穴）附近，随着激子共振激发功率的增加，在磁圆二色性信号中出现了一个明显的磁滞回线。图1. WS2/WSe2异质结中的磁圆二色性随填充因子变化。a) 器件示意图 b) PFM图像，标尺：20 nm c) 反射谱随偏置电压变化 d-e) 磁圆二色（RMCD）随填充因子变化 图2a显示了在1.6K温度与填充因子为-1/3时RMCD信号与激光功率的关系。当功率小于16 nW时，RMCD信号与磁场之间的关系消失，表现为一条无特征的直线。当功率增加到临界阈值以上时，出现一个滞回线。图2b中零磁场下RMCD信号的强度随激光功率的增加而增大，最终达到饱和。在低填充因子下，由于空穴距离更大固有磁相互作用明显较弱。因此，在分数填充因子为&minus 1/3处出现的功率依赖的RMCD响应表明，通过光学诱导的长程自旋-自旋相互作用，出现了铁磁序。磁滞回线宽度对光激发功率的依赖关系可以忽略不计，这意味着在温度远低于居里温度时，磁滞回线宽度主要由磁各向异性决定。如图2c-d所示，随着温度的升高磁滞回线宽度减小，有效的居里温度被确定为8K左右。图2. 在填充因子为-1/3的时候对光致铁磁性的观察。a-b）1.6K温度，不同激光功率下RMCD信号随磁场变化。c-d）磁滞回线宽度与温度的关系，激光功率103 nW 课题组进一步在填充因子为&minus 1/7下进行了温度与激光功率依赖性的RMCD测量（图3）。图3a显示了在不同的激光功率下的测量结果。作者定义了一个临界温度Tc，超过这个温度，RMCD的磁性响应（心跳线形状）就会消失。以253 nW光激发为例，心跳线形状保持强至约40K。为了进一步突出这一效应，图3b中绘制了提取的RMCD信号振幅与激发功率和温度的变化关系。这些数据表明，一旦光激发功率足够大，可以引入磁序，Tc可以从20K左右的调谐到45K。观察到的现象指出了一种机制，其中光激发激子促成了莫尔捕获空穴之间的交换耦合。这种激子促成的相互作用可能比莫尔捕获空穴之间的直接耦合范围更长程，因此即使在稀空穴体系中也会出现磁序。这一发现为莫尔量子物质的丰富的多体哈密顿量增加了一个动态调谐方案。图3. 利用光激发功率和填充因子调节磁态。a-d) RMCD信号强度与磁场、温度、填充因子的关系图 图a-b中填充因子为-1/7 值得指出的是，整个实验都是在低温及强磁场中进行的。这其中关键的设备就是德国attocube公司提供的ANPxyz101系列兼容低温强磁场纳米精度位移台，该位移台能够在极低温环境下提供纳米级的精确位移，成为整个变温及磁场调控过程中精确控制样品位置的关键设备。 attocube公司生产的位移器设计紧凑，体积小巧，种类包括线性XYZ线性位移器、大角度倾角位移器、360度旋转位移器和扫描器，并以稳定而优异的性能，原子级定位精度，纳米位移步长和厘米级位移范围受到科学家的肯定和赞誉。产品广泛应用于普通大气环境和极端环境中，包括超高真空环境(5E-11mbar)、极低温环境（10 mK）和强磁场中（31 T）。图4 attocube低温强磁场位移器，扫描器attocube低温位移台技术特点如下：参考文献：[1]. Xiaodong XU, et al. Light-induced ferromagnetism in moiré superlattices. Nature 604, 468–473 (2022)

5G通讯和新能源汽车等高端市场领域的快速发展，对于作为信号传输和互联关键元器件的连接器，提出了比以往更大的技术挑战，要满足大容量数据传输和高速高密度连接，微型化、精密化和集成化的连接器创新势在必行，对微型精密加工的需求也越来越迫切。行业背景连接器是系统或整机电路单元之间电气连接或信号传输必不可少的关键元器件，也是许多设备中不可缺少的基础电子元件和电子电路中沟通的桥梁，通过对电信号快速、稳定、低损耗、高保真的传输以保证设备完整功能的正常发挥，目前已广泛应用于军工、通讯、汽车、消费电子、工业等领域。随着世界制造业向中国大陆的转移，全球连接器的生产重心也同步向中国大陆转移，中国已经成为世界上最大的连接器生产基地。中国连接器制造整体水平得到迅速提高，连接器市场规模逐年扩大，中国成为全球连接器市场最有发展潜力、增长最快的地区。由于我国连接器行业起步较晚，连接器市场集中度较低，行业技术水平与先进国家技术水平相比仍有一定差距。目前，连接器高端技术和高端产品基本由泰科，安费诺和莫仕等行业国际巨头垄断，少数国内企业虽然也生产高端连接器产品，但相对于国际巨头而言规模仍较小，国内大多数中小规模的连接器生产企业不具备自主开发设计能力。国内整体技术水平仍与国际水平有一定差距，在国际竞争中技术上处于相对劣势。随着以5G通讯技术、汽车和消费电子为代表的各个应用领域对连接器功能性要求不断提高，微型和精密以及集成化的连接器创新势在必行，对应的微型精密加工的需求也迫在眉睫。市场概况连接器作为电路系统电气连接必需的基础元件之一，是终端应用产品的一个组件，因此，终端应用的发展是推动连接器市场快速增长和技术发展的主要因素，连接器行业发展趋势与下游终端应用行业发展保持着非常明显的一致性。据统计，2018年全球连接器市场将达665亿美元，2018年中国地区连接器市场规模为209亿美元，较上年同比增长9.42%，占据了全球31.4%的市场份额，是全球最大的连接器市场。随着5G通信、新能源汽车、消费电子等领域的发展，未来全球连接器市场规模将不断增长。下游应用领域对连接器的要求不断提高，具有较强研发实力的企业更容易获得竞争优势，市场份额不断向龙头企业集中。从1980年到2016年间，全球前十大连接器厂商市场份额有38%上升至59%，2017年前十大厂商市场份额达到61%，其中泰科、安费诺、莫仕三家厂商市场份额超过30%，几乎垄断了高端连接器市场。国内巨头立讯精密，中航光电，航天电器和得润电子等都在布局高端连接器市场，为了抢占5G通讯和新能源汽车等高端市场先机，将视加大产品快速创新为一种常态和战略，从而来缩小和国外连接器巨头的技术差距。高精密3D打印在连接器行业的应用随着5G技术和新能源汽车以及消费电子行业的快速发展，对于具有大容量数据传输和高速高密度连接等功能性要求的连接器要求越来越多，相应的精密加工技术需求也越来越急迫。尤其对于一些复杂精密微型化的连接器开发，传统CNC和开模注塑等传统加工方式都存在着加工周期长和成本高等问题。从下面摩方高精密3D打印和CNC以及注塑成型对比图中可以用看出，高精密3D打印技术在加工精密连接器方面具有精度高、成本低、和周期短等明显优势。下图是深圳摩方公司3D打印设备加工的微型精密连接器，产品大小为5.65mm*2mm*2.8mm，其中最小pin间距是0.14mm，最小壁厚为0.1mm，公差要求±10~25μm。CNC和开模很难低成本快速加工成型，深圳摩方公司的nanoArch S140和nanoArch P140精密3D打印设备不到1小时就可以加工出高质量合格的产品，最快一天内实现交付。连接器巨头行业客户的一段访谈通讯技术从2G发展到现在的5G，对应的基站数量呈几何级数的上升。目前我国的4G基站数量是339.3万座，根据一些消息各大运营商在这次5G的升级中大约需要5倍的5G基站，大约是1500万座。相应的传输速率也是需要几何级数的提高，这就对基站的小型化提出了越来越高的要求。随着基站体积的不断减小，更多的塑胶和金属结构设计也越来越逼近机械加工的极限，这就给传统的快速模开发方式带来了挑战，不但需要考虑结构的可行性，同时还要考虑在加工中会遇到的不可知的困难。有了摩方精密3D打印技术，加工类问题可以放到最后一并解决，而且在确认投入是有效的前提下，公司会愿意投入更多的资金攻克加工上的难题，而不是在初始开发阶段患得患失。从客户访谈中可以看出，摩方的高精密3D打印技术，可以满足精密连接器加工的设计验证需求，且已经在早期结构设计验证阶段，起到关键作用。3D打印的精密塑料零件，60μm薄壁、230μm圆孔，达微注塑零件水准深圳摩方提供的高精密3D打印加工技术非常契合连接器行业微型化、精密化和集成化的研发需求，目前已和欧美日以及国内连接器行业巨头进行了深入广泛合作。官网：https://www.bmftec.cn/links/10

最近在国网河南省电力公司电力科学研究院“比表面及微孔分析仪”采购项目招标中，北京精微高博公司生产的双站高精密微孔分析仪JW-BK200C获得中标，这次中标是经过了两轮投标才最后确定的，充分说明精微高博的微孔分析仪是经得起专家推敲以至最后选定的。 由于此台中标仪器，使用单位要求做计量认证，就此北京精微高博公司请了中国计量研究院的相关工作人员，对此台仪器进行了现场测试，经过六次的相关测试，此台仪器（高端高性能微孔分析仪JW-BK200C）成功通过了中国计量科学研究院的计量认证，完全打破国产微孔分析仪“零计量”记录，标志着精微高博微孔分析技术达到国际先进水平。中国计量院计量报告如下图所示：

随着医用内窥镜在医疗诊断和治疗的广泛应用，内窥镜精密微型化、集成化和定制化、一次性使用等特点将成为未来行业发展趋势。医疗器件精密微型化趋势，同时也给研发、加工制造带来了巨大的挑战和机遇。行业背景随着世界老龄化趋势加深和环境问题日趋严峻，消化道、呼吸道等疾病的发病率不断提高，内窥镜检查的需求也越来越多。医用内窥镜技术凭借诊疗精准性高，创伤小，不易感染，术后恢复快和近乎无疤痕等特点受到医学界的广泛关注，也是全球医疗器械产业中增长最快的产品之一。目前，我国约90%的医疗机构已开展内窥镜下的微创诊疗项目，在消化内科、呼吸科、耳鼻喉科、腹部外科、泌尿外科、肛肠科、骨外科、胸腔心血管外科、神经外科、妇科等科室得到大规模推广应用。我国医用内窥镜企业主要集中于珠三角、长三角地带，产业增长潜力巨大。但国内内窥镜行业由于起步较晚，国产内镜厂商在核心技术与关键器件研发方面与国外厂商相比仍有较大差距，产品集中于中低端，且以单一产品生产为主，缺乏产业链协同优势，研发实力、销售能力、售后服务能力和海外内窥巨头企业还有一定差距，因而无论是软性内窥镜市场还是硬性内窥镜市场，现阶段所占据的市场份额均较小。近年来，在医疗器械整体高速发展的良好外部环境和国家政策的大力支持下，我国医用内窥镜企业越来越重视自主创新，研发投入逐年增加，技术水平不断提升，国产内镜品牌的国际竞争力日益增强。相对于工业内窥，医用内窥镜技术壁垒的较高，我国医用内窥镜行业发展起步相对较晚，创新体系尚不完善，在技术、标准、品牌、创新研发和生产能力等方面都面临国外企业的巨大挑战。目前，国内公司都在致力于自主创新微型精密化内窥镜，在医用内窥镜精密光学系统和精密机械系统等关键器件与核心技术领域取得突破性进展。为了减少病患者的疼痛感和提高患者使用体验，以及在诊治方面更好的推广医用内窥镜技术，微型化和定制化也将成为未来医用内窥镜重点发展的方向之一。市场概况2017年全球医用内窥镜市场已达350亿美元，预计到2019年，规模将达400亿美元，年均复合增长率为7.72%。美国、欧洲、日本等是内窥镜的主要消费市场，在这些发达国家，内窥镜应用非常成熟和广泛。随着内窥镜技术的推广和普及以及医疗水平的提高，中国、印度、巴西等发展中国家市场需求也在快速增长。内窥镜技术已成为继IVD、心血管诊断、影像、骨科和眼科之后市场份额最大的医疗技术。据统计，2017我国医用内窥镜市场规模已达约200亿元，年复合增长率高达25.7%，中国内窥镜市场规模预测在2019年将达到246亿元。内窥镜是集光学、电子、结构、材料等综合学科技术为一体的器械，技术壁垒极高，尤其是软性内窥镜，软性内窥镜市场基本被日本的奥林巴斯、富士胶片、宾得等企业垄断，市场份额超90%以上，其中奥林巴斯市场份额超过70%。之前国内内窥镜市场基本上被日本和欧美企业垄断，随着国内对医疗内窥镜行业的重视，已涌现出深圳开立和上海澳华等行业具有竞争力的企业逐渐占据了国内外部分高中低端市场。为了缩小和进口技术及设备的差距，国内企业正在布局加大产品创新创造力度，并将产品创新列为战略性方向。高精密3D打印在医用内窥镜行业的应用随着微型化和定制化趋势的到来，产品结构越来越小和薄，内窥镜企业都在致力于寻找相匹配的精密加工方法。对于壁厚小于0.15mm的精密内窥镜端部座，CNC和开模注塑等传统加工方式成型都比较困难，尤其对于一些深宽比大的薄壁件。下图中的内窥镜端部座中的圆管壁厚是70微米，管径1mm，高度为4mm，精度要求±10~25微米，CNC和开模注塑，很难加工出这样逼近极限的结构，深圳摩方公司的nanoArch P140设备约两个小时就可以加工出高质量合格的产品，最快一天内可以交付。相类似的壁厚大一点的产品，CNC加工的交期需要1周以上，模具加工的交期需要2周以上。图中端部座带有三根壁厚70微米和高度为4mm的圆管道，传统加工方式需要分别加工三根管道和主体部分然后装配在一起，非常耗时耗成本，而摩方精密3D打印可以实现低成本一次性成型，无需组装。随之内窥镜微型化的发展趋势，目前我们打印过的内窥镜头端部最小产品直径大小大概在2mm左右，壁厚在0.01~0.02mm，这种微型化的结构件开模和CNC加工都及其困难，这也是摩方高精密3D打印的技术价值所在。对于这种需求种类多数量少的微型高附加值内窥镜，定制化成为了他们的首选。目前，深圳摩方已服务过国内、欧美日等地区顶尖的内窥镜企业，客户使用摩方精密3D打印技术，可缩短研发周期和降低研发成本以及实现产品定制化。

2022年10月31日，青岛市科学技术局发布了《关于公示2022年度青岛市重点实验室拟建设名单的通知》，经主管部门推荐、形式审查、专家初审、专家咨询评议、抽取部分实验室现场考察等程序，经研究，拟批准建设119家市重点实验室，其中，学科类40家，企业类79家。海克斯康制造智能技术（青岛）有限公司获批建设“青岛市高精密智能测量技术重点实验室”。青岛市重点实验室是青岛市科技创新体系的重要组成部分，据了解，此次入选建设的重点实验室主要集中在新一代信息技术、生物技术、高端装备及制造、新能源及生态环保、新材料、未来产业等青岛市优势产业与新兴产业。入选实验室需满足在本领域有较强的代表性，具有良好的学术研究氛围和较为完善的科研管理制度，具有结构合理的高水平科研队伍等条件。海克斯康制造智能技术（青岛）有限公司获批建设“青岛市高精密智能测量技术重点实验室”，将严格遵守青岛市重点实验室建设精神，面向学科前沿和重大科技问题，开展战略性、前瞻性、前沿性基础和应用基础研究，提升源头创新能力；瞄准行业和产业发展关键共性技术，开展应用基础研究和现代工程技术、共性关键技术研究，为提升产业核心竞争力、推动行业科技进步提供支撑；研究制定重要技术标准；聚集和培养高层次科学研究和技术创新人才（团队）；加强行业科技合作与交流，开放和共享科技资源，开展产学研合作，推动技术扩散和技术储备，促进科技成果转移转化。力争将实验室打造成研究水平高、科研队伍强、合作交流广、成果转化多的科技创新平台。

机器人技术是一门快速发展的高新技术，在许多领域得到了日益广泛的应用，并对人类社会产生着日益重大的影响。微型机器人（Micro-Robotics）是指集成了微型作业工具、各种微小型传感器，具有通用编程能力的小型移动机构，而微机电系统和微驱动器的出现和发展为微型机器人的诞生提供基础。诞生背景 微型机器人出现是和微机电系统(MEMS)的发展是分不开的，可以说微型机器人就是可编程通用的微型机电系统工程。20世纪80年代后期，随着大规模和超大规模集成电路的迅速发展，微电子技术与机械、光学等学科的交叉融合促进了MEMS技术的迅速发展。和微机电系统一样，微型机器人的发展和微驱动器的发展也是紧密相关的。1987年美国加州大学伯克利分校取得一项轰动世界的突破性成就，首次研制出了转子直径为60~120μm的微型静电动机，随后MIT也研制出了100μm的静电动机。发展现状近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前景和军民两用的战略意义。以日本(三菱电子公司、松下东京研究所和Sumitomo电子公司等)为代表的许多国家在这方面开展了大量研究，重点发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空间医疗微系统和微型工厂。在国家自然科学基金、863高技术研究发展计划等的资助下, 清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系统进行了大量研究，并分别研制了原理样机。目前国内对微型机器人的研究主要集中在三个领域：面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器人；针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器人；面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器人。发展瓶颈微型机器人结构尺寸微小，器件精密，可进行微细操作，具有小惯性、快速响应、高谐振频率、高附加值等特点。然而微型机器人并不是简单意义上普通机器人的微小化，而是集成有传感、控制、执行和能量的单元，是机械、电子、材料、控制、计算机和生物医学等多学科技术的交叉融合。而且建立微型机器人需要更为微小的驱动器、执行器、传感器、处理器等，由此展开的对微型机器人微部件的加工和研制，将有利于实现更高意义上的微系统集成。然而，传统的加工工艺远远满足不了这些微小部件加工需求，因此研究人员将目光逐步转移到近些年来非常火热的增材制造工艺。增材制造又称3D打印技术，它摒弃了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大等特点，能够快速、灵活设计各种复杂结构。而高精密微纳3D打印技术又成为微型机器人不可或缺的手段。3D打印技术在微型机器人的应用2019年4月，多伦多大学微型机器人实验室在《Science Robotics》刊登了一篇关于3D打印微型机器人的文章。研究人员将磁性元素钕的颗粒嵌入到柔性材料中，并通过3D打印技术设计二十多种不同形状的磁性机器人结构。研究人员使用一对强力的磁铁来翻转机器人特定部位钕的极性，使它们在磁场中发生排斥和吸引作用，并通过紫外线照射将这些磁性粒子锁定在相应的位置。通过特定的编程程序，控制微型机器人不同部位的极性，使其达到爬行、蠕动、翻滚、收缩等运动效果。文章链接：https://robotics.sciencemag.org/content/4/29/eaav4494现阶段，微型机器人大多还处于实验室或原型开发阶段，因此，现在所见到的微型机器人较为简单，但同时也能执行一些基本的操作指令，离实用化还有相当长的距离。未来随着技术的发展，会出现各种复杂三维的微型机器人，并且能够在各种复杂环境中作业。这同时亟需一种更为精密微细的加工工艺。下图是深圳摩方材料科技有限公司利用陶瓷3D打印机加工的微型齿轮，最小细节0.092mm。( BMF microArch S240陶瓷3D打印机加工的微型齿轮，最小细节可达0.092mm )一般而言，微型机器人整体尺寸不超过100mm，细节尺寸可以达到微米甚至纳米级别，这就对加工精度和自由度提出极高要求。传统的CNC加工工艺成本昂贵，灵活度低，一般适合大零部件的加工。而MEMS加工工艺过程复杂，垂直方向加工受限，适合二维加工。而3D打印技术，作为当前发展非常迅速的制造工艺，具有低成本、高效率、一体化加工成型的特点。虽然一直以来材料是3D打印技术难点之一，研究人员逐步开发一些功能性材料，比如掺杂磁性粉末颗粒增强磁性。并且也可以通过后期表面处理来弥补材料方面的不足，比如表面金属化、溅射镀膜、翻模等工艺。目前，能够实现高精度3D打印的工艺屈指可数，其中面投影微立体光刻（PμSL）工艺是其中之一。该工艺以深圳摩方材料科技有限公司为代表，已经研发出多款型号机型，并且实现商业化生产，为国内外多个大型公司提供高精密加工方案。下图是该公司10um精度设备nanoArch S140通过在高强度韧性树脂中掺杂磁性粉末颗粒（质量比20%）加工的磁性抓手以及磁性弹簧阵列结构。( 磁性抓手，最小壁厚可达0.070mm )( 磁性弹簧阵列，最小线径可达0.099mm )

机器人技术是一门快速发展的高新技术，在许多领域得到了日益广泛的应用，并对人类社会产生着日益重大的影响。微型机器人（Micro-Robotics）是指集成了微型作业工具、各种微小型传感器，具有通用编程能力的小型移动机构，而微机电系统和微驱动器的出现和发展为微型机器人的诞生提供基础。诞生背景 微型机器人出现是和微机电系统(MEMS)的发展是分不开的，可以说微型机器人就是可编程通用的微型机电系统工程。20世纪80年代后期，随着大规模和超大规模集成电路的迅速发展，微电子技术与机械、光学等学科的交叉融合促进了MEMS技术的迅速发展。和微机电系统一样，微型机器人的发展和微驱动器的发展也是紧密相关的。1987年美国加州大学伯克利分校取得一项轰动世界的突破性成就，首次研制出了转子直径为60~120μm的微型静电动机，随后MIT也研制出了100μm的静电动机。发展现状近年来, 采用MEMS 技术的微型卫星、微型飞行器和进入狭窄空间的微机器人展示了诱人的应用前景和军民两用的战略意义。以日本(三菱电子公司、松下东京研究所和Sumitomo电子公司等)为代表的许多国家在这方面开展了大量研究，重点发展进入工业狭窄空间微机器人、进入人体狭窄空间医疗微系统和微型工厂。在国家自然科学基金、863高技术研究发展计划等的资助下, 清华大学、上海交通大学、哈尔滨工业大学、广东工业大学、上海大学等科研院所针对微型机器人和微操作系统进行了大量研究，并分别研制了原理样机。目前国内对微型机器人的研究主要集中在三个领域：面向煤气、化工、发电设备细小管道探测的微型机器人；针对人体、进入肠道的无创诊疗微型机器人；面向复杂机械系统非拆卸检修的微型机器人。发展瓶颈微型机器人结构尺寸微小，器件精密，可进行微细操作，具有小惯性、快速响应、高谐振频率、高附加值等特点。然而微型机器人并不是简单意义上普通机器人的微小化，而是集成有传感、控制、执行和能量的单元，是机械、电子、材料、控制、计算机和生物医学等多学科技术的交叉融合。而且建立微型机器人需要更为微小的驱动器、执行器、传感器、处理器等，由此展开的对微型机器人微部件的加工和研制，将有利于实现更高意义上的微系统集成。然而，传统的加工工艺远远满足不了这些微小部件加工需求，因此研究人员将目光逐步转移到近些年来非常火热的增材制造工艺。增材制造又称3D打印技术，它摒弃了传统加工工艺过程复杂、成本高、难度大等特点，能够快速、灵活设计各种复杂结构。而高精密微纳3D打印技术又成为微型机器人不可或缺的手段。3D打印技术在微型机器人的应用2019年4月，多伦多大学微型机器人实验室在《Science Robotics》刊登了一篇关于3D打印微型机器人的文章。研究人员将磁性元素钕的颗粒嵌入到柔性材料中，并通过3D打印技术设计二十多种不同形状的磁性机器人结构。研究人员使用一对强力的磁铁来翻转机器人特定部位钕的极性，使它们在磁场中发生排斥和吸引作用，并通过紫外线照射将这些磁性粒子锁定在相应的位置。通过特定的编程程序，控制微型机器人不同部位的极性，使其达到爬行、蠕动、翻滚、收缩等运动效果。现阶段，微型机器人大多还处于实验室或原型开发阶段，因此，现在所见到的微型机器人较为简单，但同时也能执行一些基本的操作指令，离实用化还有相当长的距离。未来随着技术的发展，会出现各种复杂三维的微型机器人，并且能够在各种复杂环境中作业。这同时亟需一种更为精密微细的加工工艺。下图是深圳摩方材料科技有限公司利用陶瓷3D打印机加工的微型齿轮，最小细节0.092mm。( BMF microArch S240陶瓷3D打印机加工的微型齿轮，最小细节可达0.092mm )一般而言，微型机器人整体尺寸不超过100mm，细节尺寸可以达到微米甚至纳米级别，这就对加工精度和自由度提出极高要求。传统的CNC加工工艺成本昂贵，灵活度低，一般适合大零部件的加工。而MEMS加工工艺过程复杂，垂直方向加工受限，适合二维加工。而3D打印技术，作为当前发展非常迅速的制造工艺，具有低成本、高效率、一体化加工成型的特点。虽然一直以来材料是3D打印技术难点之一，研究人员逐步开发一些功能性材料，比如掺杂磁性粉末颗粒增强磁性。并且也可以通过后期表面处理来弥补材料方面的不足，比如表面金属化、溅射镀膜、翻模等工艺。目前，能够实现高精度3D打印的工艺屈指可数，其中面投影微立体光刻（PμSL）工艺是其中之一。该工艺以深圳摩方材料科技有限公司为代表，已经研发出多款型号机型，并且实现商业化生产，为国内外多个大型公司提供高精密加工方案。下图是该公司10um精度设备nanoArch S140通过在高强度韧性树脂中掺杂磁性粉末颗粒（质量比20%）加工的磁性抓手以及磁性弹簧阵列结构。( 磁性抓手，最小壁厚可达0.070mm )( 磁性弹簧阵列，最小线径可达0.099mm )—— END ——官网：https://www.bmftec.cn/links/10

关键词：低温位移台；近场扫描微波显微镜； 稀释制冷机 背景介绍扫描隧道显微镜（STM）[1]和原子力显微镜（AFM）[2]等基于扫描探针显微术（SPM）的出现使得科学家能够在纳米分辨率下去研究更多材料的物理特性及图形。以这些技术为基础的纳米技术、材料和表面科学的迅速发展，大地推动了通用和无损纳米尺度分析工具的需求。尤其对于快速增长的量子器件技术领域，需要开发与这些器件本身在同一区域（即量子相干区域）中能够兼容的SPM技术。然而，迄今为止，能够与样品进行量子相干相互作用的纳米尺度表征的工具仍非常有限。特别是在微波频率下，光子能量比光波长小几个数量，加之缺乏单光子探测器和对mK端温度的严格要求，更是一个巨大的挑战。近年来，固态量子技术飞速发展迫切需要能够在此端条件下运行的SPM探测技术。技术核心近场扫描微波显微技术（NSMM）[3]结合了微波表征和STM或AFM的优势，通过使用宽带或共振探头来实现探测。在近场模式下，空间分辨率主要取决于SPM针尺寸，可以突破衍射限的限制，获得纳米别的高分辨率图像。NSMM的各种实现方式已被广泛应用于非接触式的探测半导体器件[4]，材料中的缺陷[5]、生物样品的表面[6]及亚表面分析，以及高温超导性[7]的研究。但是在低温量子信息领域中的应用还鲜有报道。英国物理实验室NPL的塞巴斯蒂安德格拉夫（Sebastian de Graaf）小组与英国伦敦大学谢尔盖库巴特金（Sergey Kubatkin）教授小组合作开发了一种在30 mK下工作的新型低温近场扫描微波显微镜，同时，该显微镜还结合了高达6 GHz的微波表征和AFM技术，旨在满足量子技术领域的新兴需求。整个系统置于一台稀释制冷机中（如图1（b）所示），NSMM显微镜的示意图如图1（a）所示：在石英音叉上附着了一个平均光子占有率为~1的超导分形谐振器。一个可移动的共面波导被用来感应耦合到谐振器上进行微波的发射和信号的读出。整个系统的核心是德国attocube公司提供的兼容低温的铍铜材质的纳米精度位移台，该小组使用一组ANPx100和ANPz100纳米位移器将样品与针在x，y和z方向上对齐，同时使用一个小的ANPz51纳米位移器进行RF波导的纳米定位和耦合。图1.（a）NSMM显微镜的示意图。（b） 稀释制冷机中弹簧和弹簧悬挂的NSMM示意图。测量结果如图2所示，Sebastian教授演示了在单光子区域中以纳米分辨率进行扫描的结果。扫描的区域与在硅衬底上形成铝图案的样品相同。扫描显示三个金属正方形（2×2μm2）与两个较大的结构相邻，形成一个叉指电容器。叉指电容器的每个金手指有1 μm的宽度和间距，尽管在图2中，由于的形状，这些距离看起来不同。图2. 在30 mK下扫描具有相邻金属垫的交叉指电容器.（a）得到的AFM形貌图。（b） 单光子微波扫描（~1）显示了微波谐振腔的频移,微波扫描速度为0.67 μm/s.（c）高功率微波扫描结果（~270）。（d） 在调谐叉频率（30 kHz）下解调的PDH误差信号，与dfr/dz（~270）成正比。（e） 扫描获得的信噪比（SNR）作为平均光子数的函数。attocube低温位移台德国attocube公司是上著名的端环境纳米精度位移器制造公司。拥有20多年的高精度低温纳米位移台的研发和生产经验。公司已经为各地科学家提供了5000多套位移系统，用户遍及全球著名的研究所和大学。它生产的位移器设计紧凑，体积小，种类包括线性XYZ线性位移器、大角度倾角位移器、360度旋转位移器和扫描器。德国attocube公司的位移器以稳定而优异的性能、原子的定位精度、纳米位移步长和厘米位移范围深受科学家的肯定和赞誉。产品广泛应用于普通大气环境和端环境中，包括超高环境(5E-11 mbar)、低温环境（10mK）和强磁场中（31 Tesla）。图3. attocube低温强磁场纳米精度位移器，扫描器，3DR主要参数及技术特点参考文献：[1]. Binnig, G., Rohrer, H., Gerber, C. & Weibel, E. Surface studies by scanning tunneling microscopy. Phys. Rev. Lett. 49, 57 (1982).[2]. Binnig, G., Quate, C. F. & Gerber, C. Atomic force microscope. Phys. Rev. Lett. 56, 930 (1986).[3]. Bonnell, D. A. et al. Imaging physical phenomena with local probes: From electrons to photons. Rev. Mod. Phys. 84, 1343 (2012).[4]. Kundhikanjana, W., Lai, K., Kelly, M. A. & Shen, Z. X. Cryogenic microwave imaging of metalinsulator transition in doped silicon. Rev. Sci. Instrum. 82, 033705 (2011).[5]. Gregory, A. et al. Spatially resolved electrical characterization of graphene layers by an evanescent field microwave microscope. Physica E 56, 431 (2014).[6]. Gregory, A. et al. Spatially resolved electrical characterization of graphene layers by an evanescent field microwave microscope. Physica E 56, 431 (2014).[7]. Lann, A. F. et al. Magnetic-field-modulated microwave reectivity of high-Tc superconductors studied by near-field mm-wave. microscopy. Appl. Phys. Lett. 75, 1766 (1999). 更多文章信息请点击：https://doi.org/10.1038/s41598-019-48780-3

这台设备像给大米进行一次X射线的透视，3分钟之内就能查出被检大米是否重金属超标。　　大米是生活必需品，其是否卫生、有没有被重金属污染，是消费者关心的问题。记者昨日在长沙市质量技术监督局了解到，高精密度稻米中重金属快速检测仪今年在长沙投用。这台设备像给大米进行一次X射线的透视，3分钟之内就能查出被&ldquo 体检&rdquo 大米是否重金属超标，相比传统的标准方法两天检测出结果提速了近千倍，极大地便利了粮食质量安全的监测。　　更精确：打一&ldquo 枪&rdquo 测超标情况　　这台检测仪器由湖南省食品安全生产工程技术研究中心主任彭新凯发明，并联合一家检测技术公司研发，据称是世界上首台能运用多晶X射线衍射技术开发的一款食品重金属快速检测仪，去年12月获国家专利。　　记者昨日在实验室看到，这台白色检测仪外型像一台小型微波炉，只有55厘米长、33厘米宽和44厘米高。检测仪的正面是一个显示窗口，像电脑的显示屏。　　对于这台检测仪的检测原理，彭新凯形象地解释为：用X射线给大米打了一&ldquo 枪&rdquo ，这一&ldquo 枪&rdquo 直接激发稻谷的重金属原子核，激发了M、K、L等壳层能量波的跃迁。仪器对跃迁产生的荧光光谱进行对应分析，从而判断被检大米含有何种重金属，&ldquo 就像美国登月车用X射线能量射手来检测月球含有哪种元素的原理一样，但仪器检出限由10-3mg/Kg提高到10-8mg/Kg，检测的精度提高了十数万倍，测试的结果符合GB/T5009.15-2003等标准和规定的要求。&rdquo 　　更便捷：检测步骤减少了，提速近千倍　　&ldquo 这种检测仪还有更快速、无污染、零耗材的优点。&rdquo 彭新凯介绍说，根据通用的检测标准要求，农民种植的稻谷进行检测需要送样到市级及以上检测中心才能受检。接受样品之后，检测人员需要进行8个小时以上的浸泡处理，再进行相关的检测，&ldquo 整个流程做完有11个程序，需要两天的时间。而这种仪器是无损检测，操作简便，检测成本低，只要3分钟定性，12分钟定量。无需前处理，轻轻松松就完成。&rdquo 　　记者了解到，在今年的收粮工作中，望城区新康乡的万亩试验田基地和长株潭的试验田基地都已用上了这种检测仪。这种检测设备只有35公斤重，对于环境没有特殊要求，能在田间地头运用，适合收购现场和鉴定抽查使用，将来还可以用于环境检测、制药企业的产品检测、商超集市等食品检测机构进行运用，&ldquo 在全国的这些机构进行运用，实现产业化量产之后，未来将形成一个产值达十数亿元的检测装备市场。&rdquo 国家粮食局标准质量中心今年在多地进行了测试验证，并组织专家评审之后认为，这种方式可以满足稻米中镉含量快速检测的需要，建议推广使用。　　操作简单　　记者昨日在实验室采访时，工作人员现场演示了一次仪器的操作过程。　　1 将一个5厘米直径的塑料容器里装满约10克稻谷，将容器放在检测仪上方一洞口里，旋紧、盖上。　　2 在屏幕上设定测试时间200秒，启动扫描。约3分钟后，显示窗口出现波状图案。　　3 完成检测后显示屏上显示检测报告为&ldquo 镉(Cd)的标准要求为：小于等于0.2mg/kg，测试值为0.023mg/kg，测试结果：passed&rdquo 。注：以上稿件转载自新华社，文中观点不代表本网立场，仅供读者参考。

超高精密3D打印全球领军企业，重庆摩方精密科技有限公司（摩方）于今年1月低调完成由深圳启暄领投，老股东深创投、海通证券旗下广东南方媒体融合发展投资基金、以及日本大河通商等多家知名投资机构跟投的B轮融资。同时，在重庆两江新区的大力支持下，采用摩方技术，重庆两江协同创新区建设重庆两江超精密增材制造技术研究院，为我国工业企业及院校提供共享平台，推动原始创新制造技术在我国工业领域的应用。 重庆摩方成立于2016年，是目前全球唯一可以生产最高精度达到2μm并实现工业化的3D打印系统提供商，提供了一种超高精密加工的颠覆性手段。截止2021年5月，全球25个国家、近700家科研机构以及工业企业与重庆摩方建立了合作。作为一种平台型加工能力，摩方技术在众多领域得到应用。 高精密、复杂小型器件在工业领域中有着巨大的需求。然而，这类器件以目前的工业手段，无论是模具、CNC加工、还是传统3D打印，均面临成本极高，加工复杂等一系列难点。例如，在微波器件领域（例如毫米波，太赫兹波段），随着频率的不断提高，器件尺寸越来越小，传统加工难度极大。英国Flann Microwave，德国Dresden等公司利用重庆摩方高精密打印技术，结合金属化等后处理工艺，生产制造包括高精密陶瓷器件在内的众多精密微波器件。5μm镀铜涡轮机叶轮 摩方技术也被广泛应用于生产精密医疗器械、精密药物投送系统、精密电子器件、精密陶瓷器件等众多产品。精密陶瓷器件全球知名的美国休斯研究实验室（HRL）利用摩方技术，开发基于陶瓷的三维布线能力 在工业应用方面，众多全球行业巨头，均在使用重庆摩方的技术提供实现全新的产业能力，例如Alcon（全球最大的眼科医疗器械企业）、TE（全球最大的精密连机器企业）、Intuitive Surgical（全球最大的手术机器人企业，生产达芬奇外科手术系统）、Johnson & Johnson（全球最大医疗卫生产品公司）、美国Apple、日本Hirose、SDK集团等均已采购了摩方的精密打印系统。摩方系统及服务的其他客户包括Amphenol、Medtronic、HRL等众多国际前沿企业。我国企业凭借技术高度出口高精密制造设备至包括日本在内的传统精密制造强国的案例尚十分少见。美国3M公司称重庆摩方为“目前全球在亚毫米尺寸3D打印最好的技术企业”。 在科研领域，我国包括清华大学、北京大学、中科院、南京大学、北京航空航天大学等众多知名院校均已采购摩方系统。美国卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）、纽约大学（NYU）、宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）、日本东京大学、早稻田大学、新加坡南洋理工、英国诺丁汉大学（University of Nottingham）等国际知名学府和研究机构也均采购了摩方系统，助力前沿研发。 本次融资进一步加强了重庆摩方的现金储备，同时，将进一步扩大公司在材料、工艺及最终产品领域的研究开发及市场推动。

作为精密制造的重要下游应用之一，医疗领域应用3D打印由来已久。1996年，全球第一家药物3D打印公司Therics成立。2012年，3D打印开始应用到医疗器械领域，首次打印出人造肝脏组织。2015年，3D打印药物Spritam获得FDA上市批准。目前，3D打印在医疗器械领域主要应用在人体植入物和生物打印等方面。以血管支架为例，过去人们仅可在市场已有支架尺寸中选择，今天则可以选择根据患者特点定制、3D打印。定制化、个性化的精准医疗是3D精密制造的一大方向。而另一方向，则是以技术创新赋能医疗产业，合作研发改良式、颠覆式的创新产品。重庆摩方精密科技股份有限公司（后简称“摩方精密”），是全球唯一的，可将3D打印精度精确到2μm级别，兼具超高公差控制能力，并能实现工业化应用的企业。作为全球微纳3D精密打印领先者，摩方精密要进军医疗行业了？为此，动脉网独家访谈了摩方精密市场部总监邢羽翔。全球独创技术，攻克精密复杂器件的加工制造“2016年成立以来，摩方精密一直坚持走一条非常具有挑战性又非常性感的道路——以装备制造为基础逐步过渡到产品公司，以技术赋能行业发展的道路。”邢羽翔提到，“我们做的第一步是夯实我们的技术创新和基础研发。”邢羽翔介绍，“具体而言，摩方精密主攻的是3D打印下的微纳3D打印领域，主要用于解决传统技术难以攻克的精密小型产品和复杂器件的加工与制造，符合全球工业制造日益精密化、精准化和小型化趋势。”“面投影微立体光刻”（PμSL）即为摩方精密全球独创的技术，可提供目前全球唯一的最高精度达到2μm的高打印精度，且兼具工业水准的加工公差控制能力。工业化方面，摩方精密在1μm—20μm的打印精度范围内占据了全球垄断地位，并结合多种性能材料和相关后处理工艺，实现装备、材料、工艺三位一体技术，提供了一种全新的精密制造解决方案。PμSL的突破革新也为摩方精密带来了全球声量。2018、2019入选MIT STEX25；2021年凭借超高精密3D打印系统microArch S240荣获年度全球光电科技领域最高奖“棱镜奖”；2022年获得日本精密工学会制造奖，成为全球第三个获得该奖项的非日本企业。屡屡获奖背后，摩方精密的超高精密3D打印系统也不断迭代，充分满足生产商对精密复杂连接器等零部件的批量生产需求，将中国制造推向了全球市场。截至2023年11月，全球35个国家，近2000家科研机构及工业企业与摩方精密建立了合作，其中既有强生、GE医疗等在内的全球排名前10的医疗器械企业，也有全球前10的精密连接器企业。摩方精密全球分布目前，摩方精密立足重庆、布局全球，在深圳、北京、上海、厦门、珠海等多地设立办事处，在日本、美国等地设立海外分公司，已成长为200人的全球化团队，其中团队成员博士占比达10%，硕士占比达15%。邢羽翔谈到，“走过第7个年头，摩方精密正在从设备、服务、技术创新、终端应用四方面同步推进，致力于用高精密制造为技术赋能，推动医疗高精尖制造领域的发展。”为精密制造的创新型产品赋能“长期以来，精密复杂器件的加工一直是传统制造和3D打印的难点，也决定了其耗时且昂贵的特点。普通精度的3D打印技术无法满足样件设计的公差要求，小于200μm的细节难以体现。”邢羽翔强调，“而这正是我们所擅长的领域”。在医疗领域，高精尖器械的精细化、复杂化、孔道设计需求等趋势正盛。摩方精密的PμSL技术正是对标这一超高精密3D打印领域。7月30日，摩方精密与北大口腔医院合作，投资1200万元在重庆搭建起超高精度牙齿表面强化技术联合实验室。这一实验室基于摩方精密与北大口腔医院联合研发的“极薄强韧氧化锆牙齿贴面”终端产品。牙齿贴面采用陶瓷修复材料“贴”在牙齿表面，以恢复牙齿形态、改善色泽，其中，材料厚度决定了是否需要打磨原有牙釉质。联合研发的“极薄强韧氧化锆牙齿贴面”样例“利用超高精密3D打印技术，研发团队将氧化锆牙齿贴面厚度从全球300μm的机加工水平降至40μm左右，让患者不磨牙或尽量少磨牙，实现极微创，甚至可能无创牙齿表面美学重建和快速强化。”邢羽翔说。9月12日，摩方精密发布首款自研体外医疗器械终端应用“毛细血管器官芯片”。这是一款可直接用于体外、实现更高细胞培养培养密度、连续数周长期培养的体外3D培养芯片，可应用于疾病模型分析、新药开发研究、化妆品检测等的检测分析。自研“毛细血管器官芯片”样例“在内窥镜、微针贴片、混合微针、青光眼导流钉、雾化器、质谱仪等生物医疗赛道，我们都建立了大量的研发合作和创新赋能。”邢羽翔提到，摩方精密以技术为产品创新、行业发展赋能主要有三种方式：● 与行业前沿企业建立战略合作“通过与行业前沿企业建立战略合作，摩方精密抓住后端实际需求，打造联合实验室的研发平台和市场化合作，加速超高精密3D打印技术应用落地。”例如在质谱仪、牙齿贴面等赛道与企业签署战略合作，联合组建联合实验室平台，加速产品化及市场化进程。● 携手政府支持，产学研合作一体“通过与政府、高校、科研机构推广技术落地，我们也在探索更多元的合作形式，比如建立‘共享服务平台’。”高校方面，与北大南昌院建立精密增材制造技术联合实验室，拓展微纳能源应用；与北京理工大学重庆创新中心联合获批国家重点研发计划“科技型中小企业技术创新应用示范项目”等等。“共享服务平台”的理念被摩方精密广泛应用在产学研共建中。此前，摩方精密与重庆两江新区合作打造“明月湖超高精密增材研究院”的创新公共服务平台，将高精密3D打印技术以及其他高精密技术，开放性地提供给国内乃至全球的企业及院校使用，大大降低新技术使用门槛。同时，技术共享将反哺摩方精密，与多家科研院联合攻关下一代精密打印材料、工艺以及相关应用。● 自有品牌研讨活动“年内，摩方精密在全球范围内举办一系列研讨会、先进制造研讨会等多类交流活动，将自身品牌打造成为行业内的技术交流合作、共识形成、力量凝聚的平台。”摩方精密品牌研讨圆桌论坛“下一站”——技术赋能型平台公司在对于摩方精密的品牌打造、战略赋能的分析中，邢羽翔多次重复提及的一个词是“平台”。中国人民大学数字经济研究中心执行主任程华在分析“实体经济与数字经济融合”的文章中曾经提到，“赋能是平台型企业的生存方式和内在冲动。”这一逻辑并不适用于早期的摩方精密——一个技术研发驱动的前沿制造业、一类高技术壁垒的实体经济。但在分析中我们看到，摩方精密正在自发地构建一个以技术赋能行业的平台型企业。其内驱力在哪里？也许是摩方精密官网上“秉承将3D打印转变为真正的精密快速成型及直接生产制造”的愿景。邢羽翔的答案是“摩方精密希望最终过渡成为技术赋能性平台公司”。更有可能的是，作为领先全球的前沿技术，摩方精密所在的高精度3D打印赛道仍显荒芜，潜在空间广阔，但急需培育市场的“开垦者”。做“开荒者”，也做“开垦者”，最终成长为行业引领者，这一路径已在无数赛道被验证。最终，市场空间有多大，要看“开垦者”如何拓展赛道边界、如何搭建起创新与内卷并存的生态圈。来源：动脉网

7月30日，第一届精密制造产业发展学术研讨会在两江新区召开，重庆摩方精密科技股份有限公司（以下简称“摩方精密”）举行D轮融资签约仪式，宣布完成了1.7亿元D轮融资。这是继2022年摩方精密完成3亿元C轮融资后，在1年的时间里又完成的新一轮融资。两江新区党工委委员、管委会副主任李洁出席签约仪式。据介绍，摩方精密本轮融资由国家制造业转型升级基金股份有限公司、上海国泰君安创新股权投资母基金联合领投，上海张江科技创业投资有限公司、重庆健欣合盈私募股权投资基金合伙企业、广东泛湾盈康股权投资合伙企业（有限合伙）、广州云帆科技投资有限公司跟投。摩方精密成立于2016年，是目前全球唯一可以生产最高精度达到2μm，并实现工业化的3D打印系统提供商，提供了一种超高精密加工的颠覆性手段。截至2023年6月，全球35个国家，近2000家科研机构及工业企业与摩方精密建立了合作。目前，包括强生、GE医疗等在内的全球排名前10的医疗器械企业，全部与摩方精密合作；全球排名前10的精密连接器企业，有9家与摩方精密建立了合作。“近期以来，我们广泛与各个企业开展合作，提供了领先的解决方案和创新的生产工艺，为不同领域带来了持续创新和发展的动力。”摩方精密董事长兼总裁贺晓宁表示，企业拿到融资后，将持续深化终端应用的研究及拓展领导的产业化，从而进一步巩固摩方精密在全球超高精密3D打印领域占据的领先地位。以牙齿贴面领域为例，目前全球基于机加工的氧化锆牙齿贴面最低厚度在300μm以上。摩方精密与北大口腔医院的专家团队紧密合作，投资1200万元建立联合实验室，利用摩方超高精密3D打印技术，将氧化锆牙齿贴面厚度降至40μm左右。口腔生物材料和数字诊疗装备国家工程研究中心智能技术平台负责人、北京大学口腔医（学）院教授孙玉春表示：“极薄强韧3D打印氧化锆贴面技术可将陶瓷贴面的厚度从400微米降至最薄40微米，能快速、无痛地强化和保护牙齿表面，使其免受冷酸刺激和磨损，并且变得洁白而整齐，更为关键的是:与原有陶瓷贴面技术相比，整个过程的牙齿磨削量减少90%甚至无需磨牙。”此外，在生物反应器领域，摩方精密在美国圣地亚哥建立研发中心，设计研发了创新性的生物培养芯片，通过3D培养多能干细胞或特定组织的祖细胞形成，具有高生理相关性。摩方使用高精密3D打印技术生产的生物反应器具有管壁达到100μm、并带有5μm以下灌输孔的类毛细血管结构，能通过类毛细血管灌输实现内外营养供给，解决了氧气和营养不足的问题。此创新技术使类器官更接近真实人体器官，提高了体积、功能和区域异质性的还原程度。在国内，摩方精密联合伯桢生物及复旦大学科学团队，将共同研发由生物反应器与高人体器官相似性的类器官所组成的类器官芯片。该款芯片产品将为肿瘤建模提供更真实成熟的平台，为药物筛选提供更准确稳定的工具。复旦大学科学团队龚晓峰表示：“该项技术的产生推动了类器官技术在时间和空间维度上的巨大突破，打通了类器官技术革命的‘最后一公里’。”电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）广泛应用于芯片、医学、环境监测，其关键耗材雾化器在国内尚无具备自主知识产权的生产商。该部件高度依赖进口、结构精密、清洗过程复杂，全球市场过亿美元。摩方精密与杭州睿思纳德精密科技公司共同研发，利用摩方超高精密3D打印技术，实现对内部构造的精准控制，使管径内壁间距离仅为60μm，该技术保障了产品批次间质量，避免进口产品旧工艺导致的高废品率问题；同时，增材制造大幅降低了原工艺的成本，市场终端售价仅为原产品的1/10，从而将普通耗材打造为一次性耗材，进一步避免了使用浓酸、超声反复疏通管路的流程及清洗血样、尿样等生物样本接触造成的安全隐患，受到科研及医学用户端的广泛欢迎。杭州睿思纳德精密科技有限公司创始人、中国科学院生态环境研究中心研究员胡立刚表示：“摩方精密高精度3D打印设备，解决了质谱检测仪关键零部件及高值耗材难题，实现了质谱高值耗材及核心部件‘国产化替代’解决方案。”国家制造业转型升级基金相关负责人表示，基础智能装备、新材料、核心基础零部件是制造业大基金的重点投资布局领域。增材制造（3D打印）作为新兴的制造技术，在核心基础零部件、新材料方面的应用不断扩展，成为基础及新型制造领域发展最快的技术方向之一。摩方精密作为全球微纳尺度非金属3D打印领军企业，具备较强的战略性、先导性，是我国在3D打印领域为数不多具备全球领先优势的企业之一。未来，大基金预计还将继续通过该笔投资和下游企业展开更有力的互动。国泰君安创新投资董事长江伟表示，高精密制造正成为全球制造业竞争的焦点，摩方精密研发的微纳3D打印技术能够解决传统制造工艺制造复杂、精细的器件时遇到的难题，具有明显的技术优势和重大的产业化应用前景。国泰君安创新投资将充分发挥自身综合金融服务和新兴科技产业生态优势，和摩方精密共同推动国内原创技术的发展，助力中国制造业的转型升级。贺晓宁表示，下一阶段，摩方将不断赋能、孵化相关应用领域产品，与各个企业广泛合作，依托于长期积累的核心技术，坚持自主创新，不断丰富产品矩阵，致力于为全球客户提供颠覆性精密加工能力解决方案。在本轮融资后，摩方精密将不断提升创新研发，进一步推进并延伸终端产品。未来，摩方精密将持续深耕精密医疗、高端制造等终端领域，加强与合作伙伴的合作，共同推动先进制造技术的发展。

近日，清华大学深圳国际研究生院李星辉团队与国防科技大学团队合作提出了一种基于反射型二维光栅的外差式三自由光栅干涉仪。团队自主设计具有高光敏度、高频差和高信噪比的双频激光系统，基于二维反射型光栅和采用创新的共光路设计，搭建三自由度位移测量系统，设计并优化外差信号相位检测算法，最终实现了亚纳米的测量分辨率和重复定位精度。这项工作将有效推动多自由度光栅精密定位技术的发展。多自由度精密定位技术在纳米计量、显微成像、精密机床、半导体制造等领域具有重要地位。以半导体制造为例，光刻机是半导体行业的“掌上明珠”，在先进制程的光刻机中，晶圆台需要亚纳米位移测量精度的六自由度超精密定位技术。当前光刻机常用激光干涉仪和光栅干涉仪对晶圆台进行多自由度超精密定位，然而激光干涉仪由于暴露在环境中的光路长、难以实现单测量点多自由度测量等限制，会引入环境噪声和阿贝误差，而以光栅栅距为测量基准的光栅干涉仪正成为光刻机晶圆台超精密定位的主流方法。（a）光刻机晶圆台中“四读数头—四光栅”的六自由度测量系统；（b）外差式三自由度光栅干涉仪基本原理针对光刻机等先进装备中的超精密定位需求，团队提出了一种新型的基于外差干涉原理的三自由度光栅干涉仪，可以实现亚纳米的测量分辨率和重复测量精度，并通过 “四读数头—四光栅”的晶圆台测量系统可以实现六自由度位移/角位移测量。该外差光栅干涉仪使用一束双频激光，通过二维反射型光栅的四束衍射光产生外差干涉，实现光栅在X/Y方向上的位移测量，通过光栅反射光与固定反射镜反射光产生外差干涉，实现光栅在Z方向上的位移测量，从而完成光栅ΔX、ΔY、ΔZ三自由位移测量。该方案创新地采用了二维反射型光栅，利于光路系统读数头的集成化和小型化，在未来应用中，可以将读数头和光栅分别安装于固定部件和运动部件上，来检测运动部件的位移，其相对于基于透射型光栅的测量方法具有更广的适用性。此外，研究团队提出并采用了自主设计的双频激光系统，相比于传统的基于塞曼效应的商用双频激光器，具备更大更稳定的频差，以及更强的激光功率，可以实现更高的光源稳定性和信噪比以及更大的外差频率，有利于提升系统的整体精度和测量速度。最终实验结果显示，该系统具备0.5 nm的分辨率，0.6 nm的重复定位精度和2.5×10-5的测量线性度。该研究提出的外差式三自由度光栅干涉测量方法有利于多自由度超精密定位技术的发展，同时对先进装备和精密仪器的发展具有指导意义，尤其是需要多轴超精密定位的纳米科学和技术。 （a）自主设计的双频激光系统；（b）外差式三自由度光栅干涉仪测量系统 （a）三轴分辨率测试结果；（b）三轴在10 nm和40 nm处的重复定位精度测试结果相关成果以“三自由度亚纳米测量反射型外差光栅干涉仪”（A Reflective-Type Heterodyne Grating Interferometer for Three-Degree-of-Freedom Subnanometer Measurement）为题，在线发表在仪器仪表领域期刊《IEEE仪器与测量汇刊》（IEEE Transactions on Instrumentation & Measurement）上。论文第一作者为清华大学深圳国际研究生院2020级硕士生朱俊豪，清华大学深圳国际研究生院李星辉副教授为通讯作者，国防科技大学为共同通讯作者单位。该研究工作得到了广东省基础与应用基础研究基金、国家自然科学基金、清华大学科研启动基金、湖南省自然科学基金、中国博士后科学基金等项目的支持。论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9913946/

2022年7月31日，全球超高精密3D打印领军企业，重庆摩方精密科技有限公司（以下简称“摩方精密”）宣布完成3亿元人民币C轮融资，本轮融资由深创投新材料基金领投，本轮参与方包括建银国际，重庆两江基金等众多知名机构，投后估值30亿元人民币，目前已全部交割完毕。深创投新材料基金作为国家制造业转型升级基金的特定投资载体，总规模275亿，承担以无机非金属及前沿新材料为主的新材料领域投资任务。基金立足于国家战略，深入挖掘新材料产业方向项目，促进国家制造业转型升级和高质量发展。本轮融资将主要用于进一步在材料端及终端产品领域发力，进一步巩固摩方精密在全球超高精密3D打印的垄断性地位。摩方精密成立于2016年，是目前全球唯一可以生产最高精度达到2μm并实现工业化的3D打印系统提供商，提供了一种超高精密加工的颠覆性手段。截止2022年6月，全球33个国家，近1200家科研机构以及工业企业与重庆摩方建立了合作。目前，包括强生、GE医疗等在内的全球排名前10的医疗器械企业，全部与摩方精密合作；全球前10的精密连接器企业，也有9家与摩方建立了合作。摩方精密的面投影微立体光刻增材制造技术具有成型精度高，高公差控制能力，结合不同性能的材料及相关后处理工艺，可在诸多垂直行业实现产业化发展。精密制造公司利用摩方3D打印技术解决了传统制造都很难加工的难题。本轮融资后，摩方精密将从材料上进一步发力，更专业化的材料才能推动更多新产品的开发，从而进入更多终端产品领域。目前，摩方精密已经进入的领域有精密陶瓷器件、精密医疗器械、高频通讯等。在陶瓷齿科领域，目前全球基于机加工的氧化锆牙齿贴面最低厚度在300μm以上。因此，需要打磨掉至少300μm的牙表面。摩方精密与北大口腔医院的专家团队紧密合作，利用摩方超高精密3D打印技术，已轻松实现200μm以下的氧化锆牙齿贴面。这将大幅降低所需打磨的牙齿厚度。同时，摩方在进一步研发100μm以下的氧化锆贴面，进而实现免磨牙。在陶瓷天线领域，摩方精密采用常规增材制造无法成型的高介电性能的钛酸镁复合陶瓷材料，在保证精度的同时，实现了天线形貌的异型结构和内部三维结构等，从而进一步提高通讯效率。日前，摩方精密与信维通信（全球领先的一站式泛射频相关电子元器件及模组解决方案提供商）达成战略合作，共同研发未来6G及以上天线产品，两家公司在美国加利福尼亚州圣地亚哥开设了联合研发实验室。因此，摩方精密通过精密增材制造技术研发的钛酸镁5G毫米波天线在不远的将来毫米波通讯方面有很好的应用前景。在精密医疗器械领域，摩方精密自主研发的生物兼容性材料，具有优异的生物相容性、机械性能及耐老化性，材料主体已通过二类医疗认证，用于精密医疗器械。例如，摩方精密与全球著名医疗器械企业合作，研发精密给药系统，能提高给药效率，同时进入以往难以进入的人体组织器官。摩方精密联合创始人、首席技术官夏春光博士表示，“摩方精密作为全球超高精密3D打印行业领军企业，将进一步扎根国内，面向全球，依托目前摩方颠覆性的原创技术能力，开发针对性的高性能材料，从而在精密接插件，生物组织医药，毫米波通信，芯片散热等精密器件制造领域，进一步开拓过往难以实现的新产品。”