新金属3D打印允许激光设备逐滴打印金属结构

2018-11-01 09:43

近日从外媒获悉，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。

新金属3D打印技术允许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。

新金属3D打印技术允许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。

新金属3D打印技术允许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。

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。