13.06.2015 | Технологии

Разработана методика 3D-печати миниатюрных металлических конструкций

Европейские исследователи разработали способ трёхмерной печати, позволяющей быстро и просто изготовить даже самые миниатюрные конструкции из металла.

Фото University of Twente

Методика включает в себя использование лазеров и крошечных капель меди и золота и позволяет создавать устройства с уникальными физико-химическими свойствами.

Отметим, что проблема печати металлом заключается в том, что металл плавится при довольно высоких температурах. Поэтому крайне сложно создать термически стойкие сопла, которые бы позволили достаточно точно выпускать капли жидкого металла. До сих пор не существует хорошей методики, которая позволила бы работать с каплями размером от 100 нанометров до 10 микрометров.

Но команда из университета Твенте в Нидерландах придумала эксперимент, в ходе которого создала микроскопические капли при помощи импульсов лазерного света, направленного на тонкую металлическую плёнку.

Особенность такого подхода заключается в том, что лазеры позволяют выплавлять металлические капли из плёнки с высокой точностью, а затем направлять их на нужное место на подложке. В результате удаётся получить конструкцию с чётко заданными параметрами формы.

По результатам опыта команда учёных смогла выложить несколько тысяч металлических капель в крошечный столбик, высота которого составила всего 2 миллиметра, а диаметр — 5 микрометров. Как утверждается в пресс-релизе, данная методика подходит для создания металлических конструкций практически любой формы, включая электроды и медные схемы.

Новый подход несколько отличается от ранее представленных методик трёхмерной металлической печати — микролазерного спекания или прямого лазерного спекания — которые подразумевают использование металлического порошка с последующей его плавкой. Нидерландские исследователи предлагают выплавлять металлические капли из плёнки, что, по их мнению, повышает точность процесса.

Авторы нового исследования предлагают использовать лазеры более высокой энергии, чем в стандартных методиках, что позволит создавать так называемые "быстрые" микрокапли, которые уплощаются, как только их размещают на подложке. Предыдущие эксперименты, в ходе которых использовались более низкоэнергетические лазерные установки, приводили к формированию капель сферической формы.

В будущем исследователи также изучат возможность трёхмерной печати по их методике с использованием гелей, паст и вязких жидкостей. Статья о данном эксперименте вышла в журнале Advanced Materials.

По публикациям UkrNet