美科學(xué)家開(kāi)發(fā)室溫下3D打印液態(tài)金屬技術(shù)

美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)的研究人員們開(kāi)發(fā)了一種能夠在室溫下3D打印液態(tài)金屬的工藝，能打印無(wú)支撐的金屬微結(jié)構(gòu)。他們的科研成果發(fā)表在2013年7月的學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料（Advanced Materials）》上。

他們使用的液態(tài)金屬是一種鎵和銦的二元共晶合金（低共溶合金），當(dāng)這種合金以非常小的液滴狀態(tài)呈現(xiàn)時(shí)，它們由于和室溫下空氣中的氧反應(yīng)形成一層“皮膚”狀氧化結(jié)構(gòu)，從而能夠使液滴保持他們的形狀，且保持合金性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定（如你將在文章最下方的視頻中所看到的這樣）。因而，它們能被用作在室溫下3D打印一些微結(jié)構(gòu)，比如電線和各類連接結(jié)構(gòu)等。


打印出來(lái)的金屬結(jié)構(gòu)柔軟而有韌性，適于用來(lái)制作微電子元器件。文章中展示了三種擠出方式：1. 將液滴堆砌成任意結(jié)構(gòu)：將金屬液滴一滴打印在另一滴上面，而這些液滴并不會(huì)融合到一起變成一個(gè)更大的液滴，而是能夠保持它們?cè)械男螤睿纬扇我庠O(shè)計(jì)的形狀。（而演示視頻后半部分，他們甚至還展示了在一段在一只蜘蛛的頭頂打印出兩支金屬角的過(guò)程）2. 在管道內(nèi)造型：將液態(tài)金屬注入到一個(gè)聚合物組成的模板中，這樣金屬液滴就會(huì)形成特定的形狀。接下來(lái)再將模板溶解，就留下保持著設(shè)計(jì)形狀的純的液態(tài)金屬。3. 擠出線狀結(jié)構(gòu)，可用作電線。

由這幾種方式制作的金屬結(jié)構(gòu)都具有良好的導(dǎo)電性，能夠成為微電子電路的一部分。

3D打印機(jī)                                       3D打印液態(tài)金屬線

這是3D打印領(lǐng)域的一項(xiàng)突破性技術(shù)，因?yàn)榇蛴‰娮与娐返侥壳盀橹苟际潜容^困難的，尤其是在微型電子電路領(lǐng)域。這項(xiàng)技術(shù)理論上能夠和傳統(tǒng)的3D打印機(jī)一起，實(shí)現(xiàn)包埋電子回路的微電子元器件的生產(chǎn)。