3D打印技術(shù)也稱(chēng)為增材制造蚯涮,采用這種技術(shù)制造金屬器件和我們的現(xiàn)在所用的粉末治金工藝有些相同爱饲,都是以金屬粉末為基礎(chǔ)構(gòu)筑成件嫌隆,如陶瓷粉末擅锁,金屬粉末窝秤。所不同的是材料粉末不是通過(guò)燒結(jié)連接起來(lái)的,而是通過(guò)噴頭听量,用特殊的粘接劑將零件的截面“印刷”在材料粉末上面而成形的剖坟。
目前,3D打印技術(shù)的難點(diǎn)之一就是使用難熔金屬進(jìn)行打印榕暴,特別是像鎢绪桑、鉻、錸這類(lèi)熔點(diǎn)很高的金屬飘具,更別提納米級(jí)粉末顆粒了猴试。多年來(lái),各國(guó)的科學(xué)家們致力于研究可以實(shí)現(xiàn)即有成本效益载易,又能達(dá)到理想性能要求的新工藝粒惜。
前些日子,外國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)了一種新技術(shù)颈墅,一種可以使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建復(fù)雜的納米級(jí)金屬結(jié)構(gòu)蜡镶。這種技術(shù)將可以用于各種各樣的應(yīng)用中,例如在微小的計(jì)算機(jī)芯片上創(chuàng)建3-D邏輯電路恤筛,又例如制造工程超輕型飛機(jī)組件官还,這種工藝能創(chuàng)建具有不同特性的各類(lèi)新型納米材料芹橡。
在3D打印中,物體是逐層構(gòu)建的望伦,從而允許創(chuàng)建不需要通過(guò)諸如蝕刻或銑削的常規(guī)減成方法來(lái)制造產(chǎn)品林说。美國(guó)加州理工學(xué)院材料科學(xué)家Julia Greer和她的團(tuán)隊(duì)在3D打印機(jī)組(增材制造機(jī))中設(shè)計(jì)了一種超薄的三維架構(gòu),這種三維架構(gòu)其光束僅為納米級(jí)屯伞,太小而不能用肉眼看到腿箩。
新型3-D組打印出各種材料的結(jié)構(gòu),從陶瓷到有機(jī)化合物劣摇。此外珠移,科學(xué)家也在全力攻關(guān)以突破3D打印像鎢和鈦這樣的難熔金屬,尤其是當(dāng)試圖制造尺寸小于約50微米或約為頭發(fā)寬度一半的微細(xì)粉末饵撑。
更具體的描述:科學(xué)家將鎳和有機(jī)分子粘合在一起剑梳,形成一種看起來(lái)很像咳嗽糖漿的液體。他們使用計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)結(jié)構(gòu)拙故,然后通過(guò)用雙光子激光器來(lái)切換液體來(lái)構(gòu)建它窃德。激光在有機(jī)分子之間產(chǎn)生更強(qiáng)的化學(xué)鍵,將其硬化為結(jié)構(gòu)的構(gòu)建塊亮倍。由于這些分子也與鎳原子結(jié)合忆颇,所以鎳會(huì)結(jié)合到結(jié)構(gòu)中。通過(guò)這種方式纠惧,該團(tuán)隊(duì)能夠打印出三維結(jié)構(gòu)卿截,該結(jié)構(gòu)最初是金屬離子和非金屬有機(jī)分子的混合物。
然后把結(jié)構(gòu)放入一個(gè)烤箱赛虽,在真空室中將其緩慢加熱到1000攝氏度(約1800華氏度)拨蓖。該溫度遠(yuǎn)低于鎳的熔點(diǎn)(1455攝氏度或約2650華氏度),但足夠熱以蒸發(fā)結(jié)構(gòu)中的有機(jī)材料刺泌,僅留下金屬照旺。被稱(chēng)為熱解的加熱過(guò)程也將金屬顆粒熔合在一起。
此外男枝,由于該工藝蒸發(fā)了大量的結(jié)構(gòu)材料酝浦,其尺寸縮小了80%,但仍保持其形狀和比例场刑。最終的縮水是能夠讓結(jié)構(gòu)變得如此之小的重要原因般此。在這種建造的納米結(jié)構(gòu)中,印刷部分的金屬梁直徑大約是縫紉針尖端尺寸的1/1000牵现☆戆茫”
Greer和她的團(tuán)隊(duì)仍在提煉他們的技術(shù),雖然他們從鎳開(kāi)始,但他們有興趣擴(kuò)展到工業(yè)中常用的其他金屬科乎,例如鎢和鈦概漱。同時(shí),科學(xué)家也希望使用這種工藝來(lái)打印其他材料喜喂,包括陶瓷,半導(dǎo)體竿裂、壓電材料和其它異種材料玉吁。
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