三维架构3D打印技术

浪起激光4年前71671

在3D打印中,物体是逐层构建的,从而允许创建不需要通过诸如蚀刻或铣削的常规减成方法来制造产品。美国加州理工学院材料科学家Julia Greer和她的团队在3D打印机组(增材制造机)中设计了一种超薄的三维架构,这种三维架构其光束仅为纳米级,太小而不能用肉眼看到。
    新型3D打印机组打印出各种材料的结构,从陶瓷到有机化合物。此外,科学家也在全力攻关以突破3D打印像钨和钛这样的难熔金属,尤其是当试图制造尺寸小于约50微米或约为头发宽度一半的微细粉末。
    更具体的描述:科学家将镍和有机分子粘合在一起,形成一种看起来很像咳嗽糖浆的液体。他们使用计算机软件设计了一个结构,然后通过用双光子激光器来切换液体来构建它。激光在有机分子之间产生更强的化学键,将其硬化为结构的构建块。由于这些分子也与镍原子结合,所以镍会结合到结构中。通过这种方式,该团队能够打印出三维结构,该结构最初是金属离子和非金属有机分子的混合物。
    然后把结构放入一个烤箱,在真空室中将其缓慢加热到1000摄氏度(约1800华氏度)。该温度远低于镍的熔点(1455摄氏度或约2650华氏度),但足够热以蒸发结构中的有机材料,仅留下金属。被称为热解的加热过程也将金属颗粒熔合在一起。
    此外,由于该工艺蒸发了大量的结构材料,其尺寸缩小了80%,但仍保持其形状和比例。最终的缩水是能够让结构变得如此之小的重要原因。在这种建造的纳米结构中,印刷部分的金属梁直径大约是缝纫针尖端尺寸的1/1000。”
    Greer和她的团队仍在提炼他们的技术,虽然他们从镍开始,但他们有兴趣扩展到工业中常用的其他金属,例如钨和钛。同时,科学家也希望使用这种工艺来打印其他材料,包括陶瓷,半导体、压电材料和其它异种材料。

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