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【技术前沿】激光3D打印技术打造纯金“微宝石”

日期: 2018-11-10
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荷兰特温特大学研究人员开发了一种新的金属3D打印技术,这种技术可以让激光设备在几微米的尺度上,以逐滴方式打印金属结构。这项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,可与激光设备结合使用,打印纯金颗粒。黄金是许多电子和通信设备中必不可少的金属,金属微结构也与光子学、等离子、微机械和生物医学技术领域密切相关,因此,该技术的研发具有十分重要的价值。

 

【技术前沿】激光3D打印技术打造纯金“微宝石”

 

LIFT技术工作原理是利用超短激光脉冲从纳米厚度的薄膜中熔化微小金属,形成熔融金属微滴,喷射出的微滴会在“着陆”时瞬间凝固,有助于以可控的体积和较高的分辨率形成纯金颗粒。由于这种技术,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,铜作为机械支撑盒子,金可以在其上形成。

 

【技术前沿】激光3D打印技术打造纯金“微宝石”

 

金属液滴的体积非常小(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(0.30.7微米)。此外,根据研究人员的报告显示,打印没有混合金属的迹象。

 

【技术前沿】激光3D打印技术打造纯金“微宝石”

 

结构加工完成后,用氯化铁进行化学蚀刻,可以完全去除铜支架,留下纯金的独立螺旋复合材料。这种螺旋结构非常复杂,特别是它的悬垂,因此能用打印的方式加工这样的结构,也是一件非常有趣的事。

LIFT技术与化学蚀刻结合显示出了生成同类型结构的可能性,它对于其它金属和金属的组合提供了一种新思路。研究人员期望在电子电路、微机械设备和传感器中使用这项技术,比如生物医学应用领域。作为一种强大新型金属3D打印技术,它将是迈向3D打印功能化的重要一步。

 


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