双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法及加工方法

1.本发明涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法及加工方法。


背景技术：

2.3d打印是快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3.双光子聚合是物质在发生双光子吸收后所引发的光聚合过程。双光子聚合利用了双光子吸收过程对材料穿透性好、空间选择性高的特点，在三维微加工、高密度光储存及生物医疗领域有着巨大的应用前景，近年来已成为全球高新技术领域的一大研究热点。
4.双光子3d打印即飞秒激光诱导双光子聚合3d打印，是一种极具潜力的新型激光直写3d打印技术，其利用某些材料分子在吸收两个相同或不同波长光子后会发生聚合效应，而产生物态变化实现3d打印。双光子3d打印能够制造精度更高的三维微纳结构。
5.双光子聚合制造通常采用透明的聚合物材料，但是单一的聚合物材料无法满足机械、导电、光学等方面的性能。因此，通过在聚合物材料中添加功能化纳米颗粒填料，可以制备纳米颗粒填料/聚合物复合材料，从而进一步通过双光子聚合制造成多功能结构。但是当前该领域存在的问题是纳米颗粒填料容易在聚合物基质中分散不均匀形成团聚，降低复合材料的透明度，从而导致光散射降低光子浓度，引起制造结构的扭曲变形和结构的不完整。颗粒材料的定向排列在设计具有可调性能的结构中发挥着至关重要的作用，因此，如何实现纳米颗粒材料在聚合物基质中的均匀分散以及控制纳米颗粒材料在聚合物基质中的空间位置是当前亟需解决的难题。
6.通常双光子聚合制造的流程可以分为材料的前处理过程，双光子聚合制造过程以及制备结构的后处理过程。目前已经开发了一些技术，如使用外力排列聚合物基质中的功能性填料，包括磁场、电场和声场，这些方法的聚焦点在于在双光子聚合制造过程中对纳米颗粒的空间位置进行控制，但是存在的缺点是需要针对特定的颗粒材料或者需要额外的辅助设备和技术，而且无法实现颗粒材料在聚合物基质中空间位置的精准控制，难度较大。


技术实现要素：

7.为克服相关技术中存在的问题，本发明的提供一种双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法及加工方法，解决双光子聚合制造中，颗粒材料在聚合物基质中空间位置难以控制的问题，在材料的前处理过程中就已经实现颗粒材料的定向排列，从而不仅实现了颗粒材料在聚合物基质中的精准控制，而且可以提高制造效率，操作将对简单。
8.本发明的目的之一是，提供一种双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，包括以下步骤：
9.根据预设的间距和排列位置，在模板上表面加工出若干纳米孔；在实际应用中，所制备的模板可以重复使用，并用于多种纳米材料使用，纳米孔之间的间距和排列位置可根
据需求自由设计；
10.将纳米颗粒材料均匀铺在模板上，使各个纳米孔内均载入纳米颗粒材料，并按照纳米孔的空间位置均匀排列；示例性的，颗粒材料为金属材料，如tio2。
11.使用刮板沿着平行于模板平面的方向刮去多余的纳米颗粒材料；该步骤采用旋涂机进行，可以通过旋涂机控制旋涂厚度(即涂覆的聚合物厚度)；
12.在铺有纳米颗粒材料的模板上表面涂覆一层微米厚度的聚合物；
13.对聚合物进行固化处理，使纳米颗粒材料与聚合物连接整体形成片材；
14.根据需求将片材均匀分割成若干小块；在实际应用中，小块的形状可以根据需求自由设计，如矩形、三角形、圆形等；
15.根据设计的厚度需要，取若干小块，逐层叠加，相邻层的小块之间涂覆聚合物进行连接；需要说明的是，在逐层叠加之前，需要根据设计需要，确定相邻层的小块之间的叠加方式、交叉角度以及材料种类，相邻层小块上的纳米颗粒材料可以相同，也可以不同；
16.对叠加后的小块进行固化处理，形成基材。
17.本方法的工作原理是通过制造具有纳米孔结构的模板来制造具有均匀排列的填料/聚合物复合材料，并通过调控填料/聚合物复合材料的空间叠加方式来进一步实现对颗粒材料在聚合物基质中的空间位置控制，从而通过双光子聚合制备功能性微结构。
18.在本发明较佳的技术方案中，所述纳米孔的深度、直径均与纳米颗粒的半径相适配，纳米颗粒材料在进入纳米孔后，纳米孔的侧壁能对纳米颗粒材料的运动范围进行限制。
19.在本发明较佳的技术方案中，所述根据预设的间距和排列位置，在模板上表面加工出若干纳米孔包括：
20.根据需求确定相邻纳米孔之间的间距和排列位置；
21.利用fib技术于模板上加工出各个纳米孔。
22.在本发明较佳的技术方案中，所述在铺有纳米颗粒材料的模板上表面涂覆一层微米厚度的聚合物包括：
23.设定旋涂机的旋涂厚度；
24.将模板放入旋涂机；
25.启动旋涂机，在铺有纳米颗粒材料的模板上涂覆预设厚度的聚合物。
26.在本发明较佳的技术方案中，所述对聚合物进行固化处理，使纳米颗粒材料与聚合物连接整体形成片材具体为：
27.将模板放入烘箱内，对聚合物进行固化成型。示例性的，烘箱的加热温度为90℃、加热时间为10分钟。
28.在本发明较佳的技术方案中，在逐层叠加之前，需要根据设计需要，确定相邻层的小块之间的叠加方式、交叉角度以及材料种类；
29.所述叠加方式包括相邻层小块上的纳米颗粒材料相向设置、相邻层小块上的纳米颗粒材料相背设置；
30.所述材料种类具体指相邻层小块上的纳米颗粒材料相同或不同；
31.所述小块具有一个基准水平侧面，两相邻小块的两个基准水平侧面之间形成的夹角即为交叉角度。
32.在本发明较佳的技术方案中，所述对叠加后的小块进行固化处理，形成基材具体
为:
33.将叠加后的小块放入烘箱内，通过逐层叠加后加热使得该层与层之间充分融合，然后再次固化形成基材。示例性的，烘箱的加热温度为90℃、加热时间为20分钟。
34.本发明的目的之二是，提供一种双光子聚合制造的加工方法，包括以下步骤：
35.材料前处理：通过上述的双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，获得功能化材料颗粒定向排列的基材；
36.材料聚合制造：将基材放入双光子3d打印设备，于基材上加工制备所需的微结构，获得产品；
37.后处理：对完产品依次进行固化、清洗、烘干处理。
38.本双光子聚合制造的加工方法，操作相对简单，制造效高，其在材料的前处理过程中就已经实现颗粒材料的定向排列，实现功能化材料双光子聚合的精准制造。本双光子聚合制造的加工方法解决了双光子聚合制造中，颗粒材料在聚合物基质中空间位置难以控制的问题。
39.在本发明较佳的技术方案中，在后处理之后，需对产品进行检测，包括检测形貌以及根据设计需要检测力学、光学性能。
40.在本发明较佳的技术方案中，后处理时，先将产品放入烘箱内，进行固化成型，然后，将产品放在显影液中清洗去除未被固化的材料，清洗完成后，对产品进行烘干。
41.本发明的有益效果为：
42.通过制造具有纳米孔结构的模板来制造具有均匀排列的填料/聚合物复合材料，并通过调控填料/聚合物复合材料的空间叠加方式来进一步实现对颗粒材料在聚合物基质中的空间位置控制，从而通过双光子聚合制备功能性微结构；
43.本方法制造的模板可以重复使用，并用于多种材料的定位使用；
44.本方法能够根据设计需求进行纳米颗粒材料位置的随意控制，纳米颗粒材料位置可调谐；
45.本方法能够将多种不同类型的材料以不同的方式叠加在一起制造多种材料组合的功能化复合材料，从而制备同时具有多种性能的复合材料。
附图说明
46.图1是双光子聚合制造的材料颗粒定向排列处理流程图。
47.图2是双光子聚合制造的加工流程图。
48.图3是单种颗粒材料定向排列双光子聚合制造过程示意图。
49.图4是多种颗粒材料定向排列双光子聚合制造过程示意图。
具体实施方式
50.下面将参照附图更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然附图中显示了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。
51.在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。
在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
52.应当理解，尽管在本发明可能采用术语”第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为信息，类似地，信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
53.3d打印是快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
54.双光子聚合是物质在发生双光子吸收后所引发的光聚合过程。双光子聚合利用了双光子吸收过程对材料穿透性好、空间选择性高的特点，在三维微加工、高密度光储存及生物医疗领域有着巨大的应用前景，近年来已成为全球高新技术领域的一大研究热点。
55.双光子3d打印即飞秒激光诱导双光子聚合3d打印，是一种极具潜力的新型激光直写3d打印技术，其利用某些材料分子在吸收两个相同或不同波长光子后会发生聚合效应，而产生物态变化实现3d打印。双光子3d打印能够制造精度更高的三维微纳结构。
56.双光子聚合制造通常采用透明的聚合物材料，但是单一的聚合物材料无法满足机械、导电、光学等方面的性能。因此，通过在聚合物材料中添加功能化纳米颗粒填料，可以制备纳米颗粒填料/聚合物复合材料，从而进一步通过双光子聚合制造成多功能结构。但是当前该领域存在的问题是纳米颗粒填料容易在聚合物基质中分散不均匀形成团聚，降低复合材料的透明度，从而导致光散射降低光子浓度，引起制造结构的扭曲变形和结构的不完整。颗粒材料的定向排列在设计具有可调性能的结构中发挥着至关重要的作用，因此，如何实现纳米颗粒材料在聚合物基质中的均匀分散以及控制纳米颗粒材料在聚合物基质中的空间位置是当前亟需解决的难题。
57.通常双光子聚合制造的流程可以分为材料的前处理过程，双光子聚合制造过程以及制备结构的后处理过程。目前已经开发了一些技术，如使用外力排列聚合物基质中的功能性填料，包括磁场、电场和声场，这些方法的聚焦点在于在双光子聚合制造过程中对纳米颗粒的空间位置进行控制，但是存在的缺点是需要针对特定的颗粒材料或者需要额外的辅助设备和技术，而且无法实现颗粒材料在聚合物基质中空间位置的精准控制，难度较大
58.实施例1
59.针对上述问题，本实施例提供一种双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，解决双光子聚合制造中，颗粒材料在聚合物基质中空间位置难以控制的问题，在材料的前处理过程中就已经实现颗粒材料的定向排列，从而不仅实现了颗粒材料在聚合物基质中的精准控制，而且可以提高制造效率，操作相对简单。
60.如图1、图3、图4所示，一种双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，包括以下步骤：
61.100根据预设的间距和排列位置，在模板上表面加工出若干纳米孔，纳米孔用于定位装载纳米颗粒材料；在实际应用中，所制备的模板可以重复使用，并用于多种纳米材料使用，纳米孔之间的间距和排列位置可根据需求自由设计。
62.200将纳米颗粒材料均匀铺在模板上，使各个纳米孔内均载入纳米颗粒材料，并按照纳米孔的空间位置均匀排列；示例性的，颗粒材料为金属材料，如tio2。
63.300使用刮板沿着平行于模板平面的方向刮去多余的纳米颗粒材料，由于未进入纳米孔的纳米颗粒材料的运动不受限制，因此会随着刮板的运动而从模板上脱落，即模板上只会剩余载入纳米孔的纳米颗粒材料。
64.400在铺有纳米颗粒材料的模板上表面涂覆一层微米厚度的聚合物；在实际应用中，该步骤采用旋涂机进行，可以通过旋涂机控制旋涂厚度(即涂覆的聚合物厚度)。由于旋涂机的旋涂面与模板平面平行，在旋涂过程中对聚合物材料施加向下的压力和向前的推力，由于聚合物材料为具有粘性的胶状软材料很容易在推力的作用下向前铺展，而纳米孔内的纳米颗粒材料受纳米孔的限制不会被推出。一方面由于纳米孔对纳米颗粒材料运动的限制作用使得纳米颗粒材料不会随之运动而脱离孔结构，另一方面纳米颗粒材料的尺寸远低于聚合物的厚度，两者不属于同一个数量级，因此只有大于设定厚度的聚合物材料在推力作用下铺展，而纳米级的颗粒材料不会被推出。
65.500对聚合物进行固化处理，使纳米颗粒材料与聚合物连接整体形成片材；
66.600根据需求将片材均匀分割成若干小块；在实际应用中，小块的形状可以根据需求自由设计，如矩形、三角形、圆形等。
67.700根据设计的厚度需要，取若干小块，逐层叠加，相邻层的小块之间涂覆聚合物进行连接；在实际应用中，叠加高度(即厚度)以通过控制叠加层数进行控制，具体根据需求设计。
68.需要说明的是，在逐层叠加之前，需要根据设计需要，确定相邻层的小块之间的叠加方式、交叉角度以及材料种类；
69.所述叠加方式包括相邻层小块上的纳米颗粒材料相向设置(如图3叠加方式1所示)、相邻层小块上的纳米颗粒材料相背设置(如图3叠加方式2所示)；
70.叠加方式1中底层小块表面涂覆一层聚合物，再另取一层将含颗粒的表面朝下叠加在底层上，该方式可以减少颗粒与颗粒之间的间距，形成相对致密的复合材料；
71.叠加方式2中底层小块表面涂覆一层聚合物，再另取一层将含颗粒的表面朝上叠加在底层上，按照该顺序，再次在含颗粒的表面涂覆一层聚合物，重复上述过程直至叠加到所需的高度。
72.所述材料种类具体指相邻层小块上的纳米颗粒材料相同或不同；若采用多种不同材料进行叠加制造时，需如制造不同纳米颗粒材料的模板，按照上述步骤分块，再将不同材料的小块叠加在一起。
73.如图4所示，所述小块具有一个基准水平侧面，两相邻小块的两个基准水平侧面之间形成的夹角即为交叉角度，该交叉角度即为叠加角度。层与层之间叠加时可以完全重叠(此时交叉角度为0)，也可以每层之间偏移一定的角度(此时交叉角度不为0)。
74.800对叠加后的小块进行固化处理，通过逐层叠加后加热使得该层与层之间充分融合，然后再次固化形成基材；
75.在本实施例中，所述纳米孔的深度、直均与纳米颗粒的半径相适配，纳米颗粒材料在进入纳米孔后，纳米孔的侧壁能对纳米颗粒材料的运动范围进行限制。
76.在本实施例中，所述根据预设的间距和排列位置，在模板上表面加工出若干纳米
孔包括：
77.根据需求确定相邻纳米孔之间的间距和排列位置；
78.利用fib技术于模板上加工出各个纳米孔。
79.在本实施例中，所述在铺有纳米颗粒材料的模板上表面涂覆一层微米厚度的聚合物包括：
80.设定旋涂机的旋涂厚度；
81.将模板放入旋涂机；
82.启动旋涂机，在铺有纳米颗粒材料的模板上涂覆预设厚度的聚合物。
83.在本实施例中，所述对聚合物进行固化处理，使纳米颗粒材料与聚合物连接整体形成片材具体为：
84.将模板放入烘箱内，对聚合物进行固化成型。示例性的，烘箱的加热温度为90℃、加热时间为10分钟。
85.在本实施例中，所述对叠加后的小块进行固化处理，形成基材具体为:
86.将叠加后的小块放入烘箱内，进行固化成型。示例性的，烘箱的加热温度为90℃、加热时间为20分钟。
87.本双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法解决了双光子聚合制造中，颗粒材料在聚合物基质中空间位置难以控制的问题，在材料的前处理过程中就已经实现颗粒材料的定向排列，实现功能化材料双光子聚合的精准制造。本双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法不仅实现了颗粒材料在聚合物基质中的精准控制，而且其操作相对简单，可以提高制造效率。
88.本方法的工作原理是通过制造具有纳米孔结构的模板来制造具有均匀排列的填料/聚合物复合材料，并通过调控填料/聚合物复合材料的空间叠加方式来进一步实现对颗粒材料在聚合物基质中的空间位置控制，从而通过双光子聚合制备功能性微结构。
89.本方法制造的模板可以重复使用，并用于多种材料的定位使用；本方法能够根据设计需求进行纳米颗粒材料位置的随意控制，纳米颗粒材料位置可调谐(在制造模板阶段，纳米孔之间的间距可以根据需求设计，从而制造具有不同颗粒位置的材料模板；在每层叠加阶段，层与层之间的叠加方式，每层之间的叠加角度都可以调控，从而使得颗粒材料在聚合物基质中的位置可以调谐)；本方法能够将多种不同类型的材料以不同的方式叠加在一起制造多种材料组合的功能化复合材料，从而制备同时具有多种性能的复合材料。
90.实施例2
91.该实施例仅描述与实施例1的不同之处，其余技术特征与上述实施例相同。进一步地，提供一种双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法及加工方法，解决双光子聚合制造中，颗粒材料在聚合物基质中空间位置难以控制的问题，在材料的前处理过程中就已经实现颗粒材料的定向排列，从而不仅实现了颗粒材料在聚合物基质中的精准控制，而且可以提高制造效率，操作相对简单。
92.如图2-4所示，该双光子聚合制造的加工方法，包括以下步骤：
93.材料前处理：通过实施例1中的双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，获得功能化材料颗粒定向排列的基材；
94.材料聚合制造：将基材放入双光子3d打印设备，于基材上加工制备所需的微结构，
获得产品；
95.后处理：对完产品依次进行固化、清洗、烘干处理。
96.在本实施例中，在后处理之后，需对产品进行检测，包括在显微镜，扫描电镜等仪器下检测形貌以及根据设计需要检测力学、光学性能。
97.在本实施例中，后处理时，先将产品放入烘箱内，进行固化成型(例如设置温度90℃，加热时间20分钟，然后，将产品放在显影液中清洗去除未被固化的材料(例如清洗时间20分钟)，清洗完成后，对产品进行烘干(例如烘干5分钟)。
98.本双光子聚合制造的加工方法，操作相对简单，制造效高，其在材料的前处理过程中就已经实现颗粒材料的定向排列，实现功能化材料双光子聚合的精准制造。本双光子聚合制造的加工方法解决了双光子聚合制造中，颗粒材料在聚合物基质中空间位置难以控制的问题。
99.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。在本技术的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“水平方向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
100.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
101.此外，需要说明的是，使用“第一”、”第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
102.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，其特征在于，包括以下步骤：根据预设的间距和排列位置，在模板上表面加工出若干纳米孔；将纳米颗粒材料均匀铺在模板上，使各个纳米孔内均载入纳米颗粒材料；使用刮板沿着平行于模板平面的方向刮去多余的纳米颗粒材料；在铺有纳米颗粒材料的模板上表面涂覆一层微米厚度的聚合物；对聚合物进行固化处理，使纳米颗粒材料与聚合物连接整体形成片材；根据需求将片材均匀分割成若干小块；根据设计的厚度需要，取若干小块，逐层叠加，相邻层的小块之间涂覆聚合物进行连接；对叠加后的小块进行固化处理，形成基材。2.根据权利要求1所述的双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，其特征在于，所述纳米孔的深度、直径均与纳米颗粒的半径相适配，纳米颗粒材料在进入纳米孔后，纳米孔的侧壁能对纳米颗粒材料的运动范围进行限制。3.根据权利要求1所述的双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，其特征在于，所述根据预设的间距和排列位置，在模板上表面加工出若干纳米孔包括：根据需求确定相邻纳米孔之间的间距和排列位置；利用fib技术于模板上加工出各个纳米孔。4.根据权利要求1所述的双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，其特征在于，所述在铺有纳米颗粒材料的模板上表面涂覆一层微米厚度的聚合物包括：设定旋涂机的旋涂厚度；将模板放入旋涂机；启动旋涂机，在铺有纳米颗粒材料的模板上涂覆预设厚度的聚合物。5.根据权利要求1所述的双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，其特征在于，所述对聚合物进行固化处理，使纳米颗粒材料与聚合物连接整体形成片材具体为：将模板放入烘箱内，对聚合物进行固化成型。6.根据权利要求1所述的双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，其特征在于，在逐层叠加之前，需要根据设计需要，确定相邻层的小块之间的叠加方式、交叉角度以及材料种类；所述叠加方式包括相邻层小块上的纳米颗粒材料相向设置、相邻层小块上的纳米颗粒材料相背设置；所述材料种类具体指相邻层小块上的纳米颗粒材料相同或不同；所述小块具有一个基准水平侧面，两相邻小块的两个基准水平侧面之间形成的夹角即为交叉角度。7.根据权利要求1所述的双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，其特征在于，所述对叠加后的小块进行固化处理，形成基材具体为:将叠加后的小块放入烘箱内，进行固化成型。8.一种双光子聚合制造的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：材料前处理：通过权利要求1-7任意所述的双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法，获得基材；
材料聚合制造：将基材放入双光子3d打印设备，于基材上加工制备所需的微结构，获得产品；后处理：对完产品依次进行固化、清洗、烘干处理。9.根据权利要求8所述的双光子聚合制造的加工方法，其特征在于，在后处理之后，需对产品进行检测，据包括检测形貌以及根据设计需要检测力学、光学性能。10.根据权利要求8所述的双光子聚合制造的加工方法，其特征在于，后处理时，先将产品放入烘箱内，进行固化成型，然后，将产品放在显影液中清洗去除未被固化的材料，清洗完成后，对产品进行烘干。

技术总结
本发明提供了一种双光子聚合制造的材料颗粒定向排列方法及加工方法，通过制造具有纳米孔结构的模板来制造具有均匀排列的填料/聚合物复合材料，并通过调控填料/聚合物复合材料的空间叠加方式来进一步实现对颗粒材料在聚合物基质中的空间位置控制，从而通过双光子聚合制备功能性微结构；解决了双光子聚合制造中，颗粒材料在聚合物基质中空间位置难以控制的问题，在材料的前处理过程中就已经实现颗粒材料的定向排列，从而不仅实现了颗粒材料在聚合物基质中的精准控制，而且可以提高制造效率，操作相对简单。操作相对简单。操作相对简单。


技术研发人员：王成勇 陈守峰 陈俊彦
受保护的技术使用者：广东工业大学
技术研发日：2023.06.06
技术公布日：2023/9/20