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微米尺度的黄金3D打印,激光设备逐滴打印金属结构

导读: 10月31日,从外媒获悉,特温特大学的荷兰研究人员开发了一种新的金属3D打印技术,该技术允许激光设备逐滴打印金属结构,包括纯金,打印精度可以达到几微米尺度。

10月31日,从外媒获悉,特温特大学的荷兰研究人员开发了一种新的金属3D打印技术,该技术允许激光设备逐滴打印金属结构,包括纯金,打印精度可以达到几微米尺度。

通常,金属结构可以通过光刻方法,铸造,选择性激光烧结或熔化来制造。然而,这些新方法还不适用于特征尺寸小于约10μm的金属的3D打印,这对于电子设备而言将是非常有意思的。

微米尺度的黄金3D打印,激光设备逐滴打印金属结构

研究人员的新技术被称为激光诱导正向传输(又称“LIFT”),它使用超短激光脉冲来熔化纳米厚度薄膜中的微小金属。这形成了熔融金属的微滴,其可以喷射到目标位置后并固化。由于这种技术,UT研究人员能够逐滴构建一个带有铜和金微滴的螺旋微结构。这两种金属具有相似的熔点,在这种情况下,铜作为支撑,金可以在其上形成。

微米尺度的黄金3D打印,激光设备逐滴打印金属结构

激光打印技术:通过依次打印铜和金,将铜蚀刻掉,产生纯金的独立螺旋

金属液滴的体积只有几个飞升(一万亿分之一)。制造液滴的方式是使用超短脉冲的绿色激光照射金属。这种精确的液滴产生使得结构能够精心构造,高度仅为几十微米,并且具有小于10μm的细节,具有最小的表面粗糙度(约0.3至0.7微米)。对于研究人员来说,一个关键的问题是两种金属是否会在它们的界面混合:这会对蚀刻后产品的质量产生影响。研究人员在增材制造中写道,这些金属之间没有混合的迹象。

微米尺度的黄金3D打印,激光设备逐滴打印金属结构

一旦结构完成,研究人员就在氯化铁中使用化学蚀刻来完全去除铜支架。通过这样做,他们留下了纯金的独立螺旋复合材料。

微米尺度的黄金3D打印,激光设备逐滴打印金属结构

螺旋的顶视图(c)表明它是三维的,具有中心空隙。在(b)中,它仍然在铜盒中

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创建完全独立和悬垂的结构的能力对于打印复杂的3D设备至关重要。将LIFT与化学蚀刻结合使用可以显示出小规模生成这些类型结构的可能性。

LIFT技术对于其他金属和金属组合也是一种很有前景的技术。研究人员期望在3D电子电路,微机械设备和传感中使用的材料有机会,例如生物医学应用。因此,它是一种非常小规模的强大的新生产技术:迈向3D打印“功能化”的重要一步。

该研究由固体,表面和系统力学(MS3)和设计,生产和管理(DPM)部门完成,这两个部门都是特文特大学工程技术系的一部分。研究人员与特温特大学的衍生公司DEMCON公司合作。

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