激光3D打印技術(shù)打造純金“微寶石”

荷蘭特溫特大學(xué)研究人員開發(fā)了一種新金屬3D打印技術(shù)，這種技術(shù)可以讓激光設(shè)備在幾微米的尺度上，以逐滴方式打印金屬結(jié)構(gòu)。這項(xiàng)新技術(shù)被稱為激光誘導(dǎo)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，可與激光設(shè)備結(jié)合使用，打印純金顆粒。黃金是許多電子和通信設(shè)備中必不可少的金屬，金屬微結(jié)構(gòu)也與光子學(xué)、等離子、微機(jī)械和生物醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域密切相關(guān)，因此，該技術(shù)的研發(fā)具有十分重要的價(jià)值。

LIFT技術(shù)的工作原理是超短激光脈沖從納米厚度的薄膜中熔化微小金屬，形成熔融金屬微滴，噴射出的微滴會在“著陸”時(shí)瞬間凝固，有助于以可控的體積和較高的分辨率形成純金顆粒。由于這種技術(shù)，研究人員能夠逐滴構(gòu)建一個(gè)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(diǎn)，在這種情況下，銅作為機(jī)械支撐“盒子”，金可以在其上形成。

金屬液滴的體積非常小(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(xì)節(jié)，具有最小的表面粗糙度(約0.3至0.7微米)。此外，根據(jù)研究人員的報(bào)告顯示，打印沒有混合金屬的跡象。

結(jié)構(gòu)加工完成后，用氯化鐵進(jìn)行化學(xué)蝕刻，可以完全去除銅支架，留下純金的獨(dú)立螺旋復(fù)合材料。這種螺旋結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，特別是它的懸垂，因此能用打印的方式加工這樣的結(jié)構(gòu)，也是一件非常有趣的事。

將LIFT技術(shù)與化學(xué)蝕刻結(jié)合顯示出了生成同類型結(jié)構(gòu)的可能性，它對于其它金屬和金屬的組合提供了一種新思路。研究人員期望在電子電路、微機(jī)械設(shè)備和傳感器中使用這項(xiàng)技術(shù)，比如生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。作為一種強(qiáng)大新型金屬3D打印技術(shù)，它將是邁向3D打印功能化的重要一步。

來源：3D先鋒