Guld mikrojuveler fra 3-D printeren

Takket være en laserteknik, der udstøder ultrasmå dråber af metal, det er nu muligt at printe 3-D metalstrukturer – ikke kun simple 'bunker' af dråber, men komplekse overhængende strukturer, såvel, som en helix, der kun måler mikrometer i størrelse, lavet af rent guld. Ved at bruge denne teknik, det bliver muligt at printe nye 3-D mikrokomponenter til elektronik eller fotonik. Forskere fra University of Twente offentliggør deres nye resultater i Additiv fremstilling tidsskrift.

Ved at skinne en ultrakort laserpuls på en nanometertynd metalfilm, en lille metaldråbe smelter og skydes ud til sit mål, størkner igen efter landing. Via denne teknik, kaldet laser-induceret fremadoverførsel (LIFT), UT-forskerne var i stand til at bygge, dråbe for dråbe, en struktur med kobber og guld mikrodråber. Kobberet fungerer som en mekanisk støtte for guldet. I deres papir i Additiv fremstilling , forskerne rapporterer at trykke en kobber-guld helix. En sådan struktur kunne fungere som en mekanisk fjeder eller en elektrisk induktor på samme tid. Denne helix er trykt med kobber omkring sig - sammen med helixen, en kobberkasse er trykt. På denne måde efterfølgende dråber forhindres i at lande på den foregående vikling. Efter at have bygget helixen, dråbe for dråbe og lag for lag, kobberstøttekassen ætses kemisk væk. Tilbage er en helix af rent guld, ikke mere end et par tiere mikrometer i størrelse.

Ingen blanding

Volumenet af metaldråberne er nogle få femtoliter - en femtoliter er 10 ^-15 liter. For at give et indtryk, en femtoliter dråbe har en diameter på lidt over en mikrometer. Dråberne er lavet ved at belyse metallet ved hjælp af en ultrakort puls af grønt laserlys. På denne måde kobber- og guldstrukturen er bygget. Et afgørende spørgsmål for forskerne var, om de to metaller ville blandes ved deres grænseflade. Dette vil have konsekvenser for kvaliteten af ​​produktet efter ætsning. Forskning viser, at der ikke er nogen blanding. Måden en struktur er bygget på, dråbe for dråbe, resulterer i en overfladeruhed, hvilket kun er omkring 0,3 til 0,7 mikron.

LIFT-teknikken er lovende for andre metaller og kombinationer af metaller, såvel. Forskerne forventer muligheder for materialer brugt i 3-D elektroniske kredsløb, mikromekaniske enheder, sensorer og biomedicinske applikationer. Det er derfor en kraftfuld ny produktionsteknik i meget lille skala, og et vigtigt skridt i retning af funktionalisering af 3-D print.

Artiklen "Printing of Complex Free-standing Microstructures via Laser-induced Forward Transfer (LIFT) of Pure Metal Films" vil blive udgivet i decembers trykte udgave af Additiv fremstilling og er tilgængelig nu.