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哈佛最新技术可直接在空中”绘制“3D金属对象

2019-12-16| 发布者: www.d83w.com | 查看: 1653|原作者: 东部三维网

摘要:哈佛大学的最新技术可以直接在空中绘制“3D金属物体”2016-05-19来源:《科学日报》几天前,哈佛大学Wyss生物工程研究所的约翰保尔森工程与应用科学学院(SEAS)开发了一种用于复杂金属物体的

哈佛大学的最新技术可以直接在空中绘制“ 3D金属物体”

2016-05-19来源:《科学日报》

几天前,哈佛大学Wyss生物工程研究所的约翰保尔森工程与应用科学学院(SEAS)开发了一种用于复杂金属物体的3D打印的新技术,就像3D打印笔一样。因此,直接在空中“绘制” 3D金属对象。

这是一种激光辅助直接墨水书写技术,相关研究论文已于2016年5月16日在线发布于《美国国家科学院学报(Proceedings of the National Academy of Sciences)》。据了解,该技术无需任何辅助支撑材料即可打印出独立的微观金属3D结构。研究主管是Wyss研究所的Jennifer Lewis教授,她还是SEAS的Hansj?rg Wyss的生物工程学教授。

“我对我实验室的最新研究感到非常兴奋,这使我们能够“即时”和3D打印,对柔性金属电极和复杂物体进行退火,”刘易斯教授说。

据报道,刘易斯的团队在这项技术中使用了包含纳米银颗粒的墨水。墨水被发送到打印喷嘴,研究人员使用编程的激光将其挤出。退火后,会专门计算激光的强度以使墨水固化。此外,其打印喷嘴沿X,Y和Z轴移动,并与旋转的构建平台结合使用,可以实现任意曲率的自由曲面。通过这种方式,可以在几秒钟内打印出一个微型的半球,螺旋形图案,甚至是由带有宽发际线的银线组成的蝴蝶。而且,印刷线表现出优异的导电性并且可以与块状银匹配。

与传统的3D打印技术相比,激光辅助直接墨水书写技术不仅在一步中打印曲线和复杂线性图案的能力方面,而且在感应局部激光加热的能力方面均具有优势金属结构。导电银线可以直接印刷到低成本塑料基板上。

据该研究的第一作者,威斯学院的博士后研究员马克斯凯拉尔-斯科特(Mark Skylar-Scott)称,这项技术的最大挑战是如何优化激光器和喷嘴之间的距离。

“在打印过程中,如果激光太靠近喷嘴,热量将上升并导致固化的墨水阻塞喷嘴。”为了解决这个问题,我们根据给定的银线图案生成了温度分布。使用此模型的热传递模型可以调整打印速度以及从喷嘴到激光的距离,从而可以精确控制“机载”打印过程。”

最终结果是,该技术不仅可以产生各种金属的曲线,螺旋和尖角,而且对于依赖定制金属的技术,还可以在稀薄的空气中直接用银墨水“书写”。结构化的电子和生物医学设备带来了无限的可能性。

除了Lewis和Skylar-Scott外,Suman Gunasekaran还是该研究的合著者。 Gunasekaran是SEAS化学与物理学的本科生研究员。这项研究得到了美国能源部,科学办公室和基础能源办公室的支持。



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