Rewolucyjny żel umożliwia drukowanie 3D metalowych elementów w temperaturze pokojowej

Druk 3D metalowych elementów w temperaturze pokojowej North Carolina State University

Chociaż istnieje kilka metod drukowania 3D metalowych obiektów, wszystkie z nich wymagają zastosowania ciepła - co nie sprzyja między innymi produkcji niektórych wrażliwych na ciepło elementów elektronicznych. Nowy żel może być jednak wykorzystywany do drukowania takich przedmiotów w temperaturze pokojowej.

Stworzony przez zespół naukowców z North Carolina State University, materiał zaczyna się jako roztwór składający się z mikrocząstek miedzi zawieszonych w wodzie. Następnie dodawane są mikrocząstki innego metalu, znanego jako eutektyczny stop galu i indu (EGaIn), a także kwas solny.

Ten ostatni ustawia pH wody na 1,0, usuwając tlenki z EGaln, a tym samym tymczasowo przekształcając go w stan ciekłego metalu. Powoduje to, że cząsteczki EGaln (teraz globulki) przylegają do twardszych cząsteczek miedzi, tworząc sieć cząsteczek miedzi połączonych mostkami EGaln. Dodawana jest również metyloceluloza, aby zwiększyć objętość mieszaniny.

Powstały w ten sposób lepki żel można wytłaczać z dyszy zwykłej drukarki 3D w temperaturze pokojowej, budując przedmiot po jednej warstwie na raz. Po pozostawieniu gotowego obiektu do wyschnięcia - w tej samej temperaturze - woda i kwas solny odparowują. Efektem końcowym jest sztywny, wysoce przewodzący prąd trójwymiarowy obiekt, który składa się w 97,5% z metalu (reszta to metyloceluloza).

Dodatkowo, w oparciu o sposób, w jaki cząsteczki są wyrównane podczas wytłaczania żelu, obiekt zmieni kształt w przewidywalny sposób, jeśli podczas suszenia zostanie zastosowane ciepło. Zjawisko to można wykorzystać w produkcji przedmiotów, które ostatecznie muszą przybrać złożony kształt, ale są łatwiejsze do wydrukowania jako płaski wzór.

Druk 3D zrewolucjonizował produkcję, ale nie znamy wcześniejszych technologii, które pozwoliłyby na drukowanie metalowych obiektów 3D w temperaturze pokojowej w jednym kroku – powiedział Dickey. – Otwiera to drzwi do produkcji szerokiej gamy komponentów i urządzeń elektronicznych.

Źródło: North Carolina State University

O Autorze

MM Magazyn Przemysłowy jest międzynarodową marką medialną należącą do holdingu Vogel Communications Group. W ramach marki MM Magazyn Przemysłowy wydawane jest czasopismo, prowadzony jest portal magazynprzemyslowy.pl oraz realizowana jest komunikacja (różnymi narzędziami marketingowymi) w przemysłowym sektorze B2B.

Tagi artykułu

MM Magazyn Przemysłowy 5-6/2024

Chcesz otrzymać nasze czasopismo?

Zamów prenumeratę