特文特大学的研究人员寻找一种3D打印机铜和金结构的技术,这种技术是通过在显微镜下变换小金属液滴构建的。用于脉冲激光,这些液滴由金属薄膜融化而出。这一研究成果公开发表在《先进设备材料》上。
如图所示为微型铜柱,低0.86毫米,长0.005毫米。该铜柱的直径为0.001毫米。
利用这种技术,更加简单的形状也可以3D打印机出来。 3D打印机技术是一个很快发展的领域,被称作新的制造业的基石。然而目前,3D印刷主要仅限于塑料。
如果金属材料可用作3D打印机技术,将关上3D打印机的新领域。金属的导电性和导热性很好,强度很高。因此,利用3D印刷金属可以生产全新的设备和组件,如小加热元素或在智能手机中起相连起到的填充芯片。
但是,金属在高温下再次发生融化,这使得金属液滴的沉积掌控具备高度的挑战性。高温燃烧室必须处置液体金属,但无法构建。特别是在对于小结构(100纳米到10微米)的材料,由于这个问题的不存在,仍然无法寻找适合的解决方案。 特文特大学的研究人员为高分辨率的金属印刷的研究迈进了最重要一步。
他们用激光融化铜和黄金,金属液滴掌控在微米大小。利用这种方法中,将脉冲激光探讨于一个金属薄膜的局部,融化金属变形沦为液滴。接着,液滴置放基质上。
反复这个过程,从而制取出有三维结构。研究人员冲刷了成千上万液液滴,从而制取出有具备2毫米的高度和5微米直径的微型金属柱。他们也在腔体中打印机出有横向电极以及铜线。
实质上,完全任何形状的材料都可以通过掌控液滴的沉积方位以求构建。 高能 在这项研究中,研究人员用于一种高能的激光,并与此前的研究加以对比,减少对金属液滴速度的掌控。当液滴较慢地滴到衬底时,构成圆盘形状并烧结。
这种圆盘形状对3D技术来说是必不可少的:使得研究人员可以从底部填充出有牢固的层状结构。此前,物理学家用于较低的激光能量打印机小液滴,但是液滴呈圆形球体状,意味著填充体具备不稳定性。 在这一研究中,研究者认为要想要取得预期的材料形状,液滴的速度必需以求掌控。
他们之前预测速度对有所不同的激光能量和材料是有所不同的,也就是说研究结果也限于于其他金属。 只剩的问题之一是低激光能量使得水滴同时落在基底的临方位上。目前还无法防止这一情况。
未来,工作团队将研究这种影响,从而利用洗手印刷制取金属、凝胶或极厚的液体。
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