微米尺度的黃金3D打印，激光設備逐滴打印金屬結構

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，該技術允許激光設備逐滴打印金屬結構，包括純金，打印精度可以達到幾微米尺度。

通常，金屬結構可以通過光刻方法，鑄造，選擇性激光燒結或熔化來制造。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，這對于電子設備而言將是非常有意思的。

研究人員的新技術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，UT研究人員能夠逐滴構建一個帶有銅和金微滴的螺旋微結構。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：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(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構的能力對于打印復雜的3D設備至關重要。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技術對于其他金屬和金屬組合也是一種很有前景的技術。研究人員期望在3D電子電路，微機械設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：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