局部脈沖電沉積技術(shù)可實(shí)現(xiàn)晶態(tài)金屬的微結(jié)構(gòu)控制

來源：3D打印商情

由于傳統(tǒng)制造工藝的設(shè)計局限性和高成本，使得通過增材制造(AM)制備復(fù)雜金屬微結(jié)構(gòu)引起了廣泛的興趣。近年來，金屬結(jié)構(gòu)的微米級增材制造(μ-AM)得到了廣泛的探索，不同的技術(shù)使得真實(shí)3D結(jié)構(gòu)的3D打印成為可能。雖然金屬μ-AM關(guān)注的主要重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)具有復(fù)雜幾何學(xué)的小規(guī)模結(jié)構(gòu)，為了能夠從實(shí)驗(yàn)室過渡到現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用，改進(jìn)對打印結(jié)構(gòu)材料性能的控制是至關(guān)重要的。

在增材制造中實(shí)現(xiàn)微結(jié)構(gòu)的全面控制。

據(jù)了解，由得克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校的一組研究人員開發(fā)的一種新方法，稱為局部脈沖電沉積(L-PED)，不需要任何后處理就可以添加純結(jié)晶金屬的制造。與以往金屬的圖案化和3D打印相比，它們的方法有著顯著的優(yōu)勢。

在L-PED中，通過控制打印過程中的工藝參數(shù)，可以對3D打印屬的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行工程設(shè)計。由于金屬的力學(xué)和電學(xué)性能取決于其微觀結(jié)構(gòu)，這種新的性能意味著3D打印金屬的空間力學(xué)性能和電學(xué)性能可以在加工過程中得到控制。

采用微米級局部脈沖電沉積(L-PED)工藝可在打印過程中原位控制金屬3D打印的微觀結(jié)構(gòu)。

團(tuán)隊領(lǐng)頭人Majid Minary教授表示，通過電化學(xué)工藝參數(shù)，可以控制孿晶邊界的密度和取向以及晶粒尺寸。同時，原位SEM納米力學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了這種微觀結(jié)構(gòu)的變化直接提高了3D打印金屬的力學(xué)性能。

該研究的合著者之一Soheil Daryadel說：“這一重要進(jìn)展消除了對微結(jié)構(gòu)進(jìn)行后處理的需要，因?yàn)檫@往往會對材料性能產(chǎn)生不良影響。L-PED實(shí)現(xiàn)了具有所需材料性能的金屬的3D打印，為實(shí)現(xiàn)金屬μ-AM的功能應(yīng)用鋪平了道路，如電子設(shè)備、微機(jī)電系統(tǒng)、光學(xué)和傳感器。