全新微觀3D打印技術(shù)可制造出超細(xì)復(fù)雜金屬物體

一直以來，在微觀尺度下進(jìn)行3D打都是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的課題。在這方面，瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工大學(xué)可謂當(dāng)然不讓的領(lǐng)頭羊。早在2009年，該校就開發(fā)出了一種名為FluidFM的微觀3D打印技術(shù)，而最近，他們又與Cytosurge公司合作開始了進(jìn)一步的研究，希望能更好地實(shí)現(xiàn)無需模板支撐結(jié)構(gòu)情況下超細(xì)復(fù)雜金屬結(jié)構(gòu)的3D打印。

在微觀尺度下進(jìn)行3D打印的要求是很苛刻的，比如打印頭的孔徑要降到300納米左右（幾乎只有人類頭發(fā)絲粗細(xì)的1/500）。FluidFM的打印過程大致如下：首先，一根極細(xì)的移液管會(huì)將連續(xù)的硫酸銅溶液擠出到同樣微小的基板上；然后，移液管會(huì)移動(dòng)到下一個(gè)位置，同時(shí)電極會(huì)令硫酸銅形成固態(tài)金屬銅；最后，這些過程會(huì)往復(fù)進(jìn)行，打印出一層層的銅，直至堆積出完整的幾何結(jié)構(gòu)。

除了打印尺寸極其微小，這種技術(shù)還有另一個(gè)特點(diǎn)，就可以通過安裝在移液管上的彈簧測(cè)量出施加在移液管尖端的力量。測(cè)量所得的數(shù)據(jù)隨后會(huì)成為一種反饋信號(hào)，反映出物體的哪一部分已經(jīng)打印完成了 — 這將令這種技術(shù)的自動(dòng)化和規(guī)模化都更加容易。

50微米寬的3D打印螺旋結(jié)構(gòu)

雖然到目前為止，這項(xiàng)技術(shù)只測(cè)試了硫酸銅，但它其實(shí)是能使用其它材料的，比如其它金屬、聚合物，以及復(fù)合材料等。

“這項(xiàng)技術(shù)會(huì)在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，尤其會(huì)在制造手表、半導(dǎo)體和醫(yī)療設(shè)備方面發(fā)揮重要作用，”Cytosurge的首席執(zhí)行官Dr. Pascal Behr表示，“它將為我們的客戶帶去更多有趣的可能和更高的效率。”

目前，開發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)遞交了對(duì)該技術(shù)的專利申請(qǐng)。他們接下來的工作將是與對(duì)此感興趣的研究者合作，優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用。

延伸閱讀：  
《德國Nanoscrib — 微觀3D打印市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者》
《上海交大科學(xué)家利用3D打印創(chuàng)建細(xì)菌動(dòng)能微觀泵》

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