新金属3D打印技术允许激光设备逐滴打印金属结构

2018-10-31 10:38

2018年10月31日，南极熊从外媒获悉，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。

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。

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。

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。

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

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。