微米尺度的黃金3D打印,，激光設(shè)備逐滴打印金屬結(jié)構(gòu)

2018年10月31日，南極熊從外媒獲悉,，特溫特大學的荷蘭研究人員開發(fā)了一種新的金屬3D打印技術(shù),，該技術(shù)允許激光設(shè)備逐滴打印金屬結(jié)構(gòu)，包括純金,，打印精度可以達到幾微米尺度,。

通常，金屬結(jié)構(gòu)可以通過光刻方法,，鑄造,，選擇性激光燒結(jié)或熔化來制造。然而,，這些新方法還不適用于特征尺寸小于約10μm的金屬的3D打印,，這對于電子設(shè)備而言將是非常有意思的。

研究人員的新技術(shù)被稱為激光誘導正向傳輸（又稱“LIFT”）,，它使用超短激光脈沖來熔化納米厚度薄膜中的微小金屬,。這形成了熔融金屬的微滴，其可以噴射到目標位置后并固化,。由于這種技術(shù),，UT研究人員能夠逐滴構(gòu)建一個帶有銅和金微滴的螺旋微結(jié)構(gòu)。這兩種金屬具有相似的熔點,，在這種情況下,，銅作為支撐，金可以在其上形成,。

激光打印技術(shù)：通過依次打印銅和金,，將銅蝕刻掉，產(chǎn)生純金的獨立螺旋

金屬液滴的體積只有幾個飛升（一萬億分之一）,。制造液滴的方式是使用超短脈沖的綠色激光照射金屬,。這種精確的液滴產(chǎn)生使得結(jié)構(gòu)能夠精心構(gòu)造，高度僅為幾十微米,，并且具有小于10μm的細節(jié),，具有最小的表面粗糙度（約0.3至0.7微米）。對于研究人員來說,，一個關(guān)鍵的問題是兩種金屬是否會在它們的界面混合：這會對蝕刻后產(chǎn)品的質(zhì)量產(chǎn)生影響,。研究人員在增材制造中寫道，這些金屬之間沒有混合的跡象,。

一旦結(jié)構(gòu)完成,，研究人員就在氯化鐵中使用化學蝕刻來完全去除銅支架,。通過這樣做，他們留下了純金的獨立螺旋復合材料,。

螺旋的頂視圖（c）表明它是三維的,，具有中心空隙。在（b）中,，它仍然在銅盒中

創(chuàng)建完全獨立和懸垂的結(jié)構(gòu)的能力對于打印復雜的3D設(shè)備至關(guān)重要,。將LIFT與化學蝕刻結(jié)合使用可以顯示出小規(guī)模生成這些類型結(jié)構(gòu)的可能性。

LIFT技術(shù)對于其他金屬和金屬組合也是一種很有前景的技術(shù),。研究人員期望在3D電子電路,，微機械設(shè)備和傳感中使用的材料有機會，例如生物醫(yī)學應用,。因此,，它是一種非常小規(guī)模的強大的新生產(chǎn)技術(shù)：邁向3D打印“功能化”的重要一步。

該研究由固體,，表面和系統(tǒng)力學（MS3）和設(shè)計,，生產(chǎn)和管理（DPM）部門完成，這兩個部門都是特文特大學工程技術(shù)系的一部分,。研究人員與特溫特大學的衍生公司DEMCON公司合作,。

由Matthias Feinaeugle，Ralph Pohl,，Ton Bor,，Tom Vaneker和Gert-WillemRömer撰寫的“Printing of Complex Free-standing Microstructures via Laser-induced Forward Transfer (LIFT) of Pure Metal Films”一文發(fā)表在這里。

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214860418305359

編譯自：3der