Naukowcy opracowali technologię drukowania obiektów 3D ze złota i miedzi. Wcześniej wydawało się to niemożliwe ze względu na wysoką temperaturę topnienia metali.
Fot. Creativity103 / Foter.com / CC BY
Do niedawna sądzono, że drukowanie 3D jest możliwe tylko w przypadku tworzyw sztucznych. Mimo dynamicznego rozwoju tej technologii ograniczano się do tej grupy materiałów, wydawało się bowiem, że tylko one, ze względu na swoją niską temperaturę topnienia i łatwość obróbki, są w stanie pełnić rolę tuszu w tym procesie.
Wykorzystanie w tej funkcji metali było jednak bardzo pożądane. Pozwoliłoby bowiem otrzymywać wysoce przewodzące, odporne mechanicznie elementy w stosunkowo szybki i prosty sposób. Niestety, ze względu na wysoką temperaturę topienia metali proces wymagał stabilnych termicznie dysz, które są trudno dostępne i nie pozwalają na drukowanie bardzo małych obiektów (do 10 μm).
Problem rozwiązali badacze z holenderskiego Uniwersytetu Twente. Wykorzystali oni laser impulsowy, który lokalnie topi cienką warstwę miedzi lub złota i powoduje odpryskiwanie metalu w postaci kropli. Kroplami zaś można sterować tak, aby padały na określone miejsce na podłożu. W ten sposób powstają całe struktury 3D. W trakcie badań naukowcy otrzymali mikrosłupki o długości 2 mm i średnicy 5 μm, ale przy pomocy tej technologii można otrzymać praktycznie dowolny kształt.
Duża energia lasera – korzyści i problemy
Tym, co wyróżnia ten eksperyment od przeprowadzonych wcześniej badań związanych z drukowaniem 3D metali jest wykorzystanie lasera o dużo większej energii. W tym wypadku krople docierając do podłoża ulegają rozpłaszczeniu i przyjmują formę dysku, dzięki czemu można je łatwo upakować jedna na drugiej. W dotychczas prowadzonych badaniach posługiwano się mniejszą energią i krople na podłożu pozostawały kuliste, przez co powstała warstwa była mniej stabilna.
Z drugiej strony – przy dużej energii lasera materiał odpryskuje i może również padać poza obszar drukowania. Póki co nie ma sposobu, by tego uniknąć, w przyszłości jednak naukowcy zamierzają dokładnie zbadać to zjawisko i znaleźć sposób, by mu zapobiec.
Artykuł na ten temat opublikowano w czasopiśmie Advanced Materials.
Źródło: european-coatings.com
