目前叶堆,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,特別是像鎢斥杜、鉻蹂空、錸這類熔點(diǎn)很高的金屬,更別提納米級粉末顆粒了果录。多年來羹授,各國的科學(xué)家們致力于研究可以實(shí)現(xiàn)即有成本效益,又能達(dá)到理想性能要求的新工藝咖雀。
近日擎势,外國科學(xué)家開發(fā)了一種新技術(shù),一種可以使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建復(fù)雜的納米級金屬結(jié)構(gòu)亮购。這種技術(shù)將可以用于各種各樣的應(yīng)用中楚携,例如在微小的計算機(jī)芯片上創(chuàng)建3-D邏輯電路,又例如制造工程超輕型飛機(jī)組件岔爹,這種工藝能創(chuàng)建具有不同特性的各類新型納米材料茅囱。
在3D打印中,物體是逐層構(gòu)建的旧伺,從而允許創(chuàng)建不需要通過諸如蝕刻或銑削的常規(guī)減成方法來制造產(chǎn)品浆英。美國加州理工學(xué)院材料科學(xué)家Julia Greer和她的團(tuán)隊在3D打印機(jī)組(增材制造機(jī))中設(shè)計了一種超薄的三維架構(gòu),這種三維架構(gòu)其光束僅為納米級君祸,太小而不能用肉眼看到批型。
新型3D打印機(jī)組打印出各種材料的結(jié)構(gòu),從陶瓷到有機(jī)化合物含滴。此外诱渤,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)粉末谈况。
更具體的描述:科學(xué)家將鎳和有機(jī)分子粘合在一起勺美,形成一種看起來很像咳嗽糖漿的液體。他們使用計算機(jī)軟件設(shè)計了一個結(jié)構(gòu)碑韵,然后通過用雙光子激光器來切換液體來構(gòu)建它赡茸。激光在有機(jī)分子之間產(chǎn)生更強(qiáng)的化學(xué)鍵缎脾,將其硬化為結(jié)構(gòu)的構(gòu)建塊。由于這些分子也與鎳原子結(jié)合坛掠,所以鎳會結(jié)合到結(jié)構(gòu)中。通過這種方式治筒,該團(tuán)隊能夠打印出三維結(jié)構(gòu)屉栓,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)放入一個烤箱耸袜,在真空室中將其緩慢加熱到1000攝氏度(約1800華氏度)友多。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)材料妨宪,僅留下金屬锥约。被稱為熱解的加熱過程也將金屬顆粒熔合在一起。
此外之灼,由于該工藝蒸發(fā)了大量的結(jié)構(gòu)材料侮搭,其尺寸縮小了80%,但仍保持其形狀和比例比紫。最終的縮水是能夠讓結(jié)構(gòu)變得如此之小的重要原因闭凡。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蕾捣≈绕校”
Greer和她的團(tuán)隊仍在提煉他們的技術(shù),雖然他們從鎳開始齐寻,但他們有興趣擴(kuò)展到工業(yè)中常用的其他金屬粉簇,例如鎢和鈦。同時刨吸,科學(xué)家也希望使用這種工藝來打印其他材料蛀膊,包括陶瓷,半導(dǎo)體底挫、壓電材料和其它異種材料嗽桩。
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