Учени постигнаха 3D принтиране на метали
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:25
Екип учени от университета в Твенте намериха начин да принтират 3D структури от мед и злато, като това става чрез напластяване на малки метални капки. Тези капки се правят чрез стопяването на тънък метален филм с импулсен лазер. Работата им е публикувана в Advanced Materials.
3D принтирането е бързо развиваща се сфера, която някои наричат „основата на бъдещата индустрия“. Въпреки това засега се използват основно пластмаси. Ако могат да се използват и метали, ще се открият много нови възможности. Металите са добри проводници на електричество и топлина и имат голяма якост. Това означава, че 3D принтирането на метали ще даде възможност за направата на изцяло нови устройства и компоненти, като например охлаждащи елементи и връзки между напластените чипове в смартфоните.
Но металите се топят на високи температури. Това прави контролираното поставяне на разтопени метални капки много трудно. Досега не е бил намерен подходящият метод, особено за структури с размери от 100 нанометра до 10 микрометра.
Изследователите от университета в Твенте направили огромна стъпка в решаването на този проблем. Те използвали лазер за стопяването на медта и златото в миниатюрни капки. Методът се състои в насочване на импулсен лазер към тънък метален филм, който се стопява локално и се създава малка капка. След това изследователите внимателно поставят всяка капка върху субстрат.
Чрез повтарянето на този процес се получава 3D структура. Например учените напластили хиляди капки, за да направят малки колони с височина 2 милиметра и радиус 5 микрометра. Впрочем чрез насочването на падащите капки може да бъдат постигнати всякакви форми.
Когато капките падат на повърхността на субстрата, те се деформират и придобиват дисковидна форма, в която се втвърдяват. Дисковидната форма е от изключителна важност за стабилното 3D принтиране – тя позволява многократно напластяване. В предишните опити за 3D принтиране на метали са използвани лазери с по-ниска енергия. Това позволявало направата на по-малки капки, но те оставали сферични през цялото време, което правело напластяването по-нестабилно.
Един от все още неразрешените проблеми е, че освен насочените към субстрата капки падат и други, които не са на правилното място. В момента това не може да бъде предотвратено. Това ще е целта на бъдещите изследвания на екипа.
