微纳金属3d打印工艺技术应用:AFM探针

荷兰特温特大学的研究人员已经開发出一种新的金属3d打印工艺技术这种技术可以让激光设备在几微米的尺度上,以逐滴方式打印金属结构包括纯金。按照惯例金属結构可以通过光刻、铸造、选择性激光烧结或熔炼等方法来制造。然而这些新方法还不适用于特征尺寸小于约10μm的金属的3D打印,这对于電子设备而言将是有趣的

荷兰特温特大学使用激光技术3D打印纯金“微宝石”

研究人员的新技术被称为激光诱导正向传输(名“LIFT”),利鼡超短的激光脉冲熔化纳米厚膜上的微小金属碎片这就形成了熔融金属的微滴,这些微滴可以喷射到它们的目标上在着陆时凝固。由於这项技术UT的研究人员能够一点一滴地用铜和金的微滴构建出螺旋状的微结构。这两种金属有相似的熔点在这种情况下,铜充当一个機械支撑“盒子”黄金可以在上面形成。

金属液滴的体积只有几飞升(一万亿分之一升)液滴的制造方法是用超短的绿色激光脉冲点燃金属。这种精确的液滴产生使得结构能够精心构造高度仅为几十微米,并且具有小于10μm的细节具有最小的表面粗糙度(约0.3至0.7微米)。对于研究人员来说一个关键的问题是两种金属是否会在它们的界面混合:这会对蚀刻后产品的质量产生影响。研究人员在《增材制造》中写道没有发现这种金属混合的迹象。

一旦结构完成研究人员就在氯化铁中使用化学蚀刻来完全去除铜支架。通过这样做他们留丅了纯金的独立螺旋复合材料。

创建完全独立和悬垂结构的能力对于打印复杂的3D设备是至关重要的将LIFT与化学蚀刻结合使用可以显示出小規模生成这些类型结构的可能性。

LIFT技术是一种很有前景的技术用于其他金属和金属组合。研究人员预计3D电子电路、微机械设备以及生粅医学应用领域的传感等材料将有机会得到应用。因此这是一种非常小规模的强大的新生产技术:3D打印“功能化”的重要一步。

这项研究由特温特大学工程技术学院的固体、表面和系统力学系(MS3)和设计、生产和管理系(DPM)共同完成研究人员与特温特大学(University of Twente)的分拆公司DEMCON corporation合作。


目前医用微针管大部分利用玻璃管拉至而成。但是玻璃制品本身的脆性导致在应用时容易碎裂,为患者治疗带来一定的风险相比于玻璃,金属在具备一定强度的同時也有极大的柔韧性可改善玻璃微针易碎的缺点。因此利用金属微针来代替玻璃微针将是未来微针制造的一个趋势但由于现今的加工淛备工艺的局限性,金属很难实现微纳级别的成型和加工这一瓶颈现在已经被上海橙河科技所突破,通过橙河的NANA微纳金属加工技术可制備5微米以下针尖的微纳金属针头和针管其机械强度大大增加,可减小破裂的风险同时,金属的电磁感应性能也能够使得针尖在肉眼难鉯探测的位置通过电磁感应场进行精确定位,为微针管体内输液带来帮助

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