荷蘭特溫特大學使用激光技術3D打印純金“微寶石”

荷蘭特溫特大學的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種新的金屬3D打印技術,，這種技術可以讓激光設備在幾微米的尺度上，以逐滴方式打印金屬結構,，包括純金,。按照慣例，金屬結構可以通過光刻,、鑄造,、選擇性激光燒結或熔煉等方法來制造。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,，這對于電子設備而言將是有趣的。

激光打印技術：通過依次打印銅和金,，金螺旋最初被一個銅盒包圍,。把銅蝕刻掉，就會形成一個獨立的純金螺旋

研究人員的新技術被稱為激光誘導正向傳輸(又名“LIFT”),，利用超短的激光脈沖熔化納米厚膜上的微小金屬碎片,。這就形成了熔融金屬的微滴，這些微滴可以噴射到它們的目標上,，在著陸時凝固,。由于這項技術，UT的研究人員能夠一點一滴地用銅和金的微滴構建出螺旋狀的微結構,。這兩種金屬有相似的熔點,，在這種情況下，銅充當一個機械支撐“盒子”,，黃金可以在上面形成,。

金屬液滴的體積只有幾飛升(一萬億分之一升)。液滴的制造方法是用超短的綠色激光脈沖點燃金屬,。這種精確的液滴產生使得結構能夠精心構造,，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：這會對蝕刻后產品的質量產生影響,。研究人員在《增材制造》中寫道,，沒有發(fā)現(xiàn)這種金屬混合的跡象。

一旦結構完成,，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。

螺旋的俯視圖（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)建完全獨立和懸垂結構的能力對于打印復雜的3D設備是至關重要的。將LIFT與化學蝕刻結合使用可以顯示出小規(guī)模生成這些類型結構的可能性,。

LIFT技術是一種很有前景的技術，用于其他金屬和金屬組合,。研究人員預計，3D電子電路,、微機械設備以及生物醫(yī)學應用領域的傳感等材料將有機會得到應用。因此,，這是一種非常小規(guī)模的強大的新生產技術：3D打印“功能化”的重要一步,。

這項研究由特溫特大學工程技術學院的固體,、表面和系統(tǒng)力學系(MS3)和設計、生產和管理系(DPM)共同完成,。研究人員與特溫特大學(University of Twente)的分拆公司DEMCON corporation合作,。

由Matthias Feinaeugle、Ralph Pohl,、Ton Bor、Tom Vaneker和Gert-willem Romer等人撰寫的論文“通過純金屬薄膜的激光誘導正向轉移(LIFT)來打印復雜的獨立微結構”已發(fā)表,。

來源：3D打印智造網(wǎng)