微纳金属3d打印怎么打印金属技术应用:AFM探针

一种微纳尺寸3d打印怎么打印金属設备的光路精密装调方法

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在《高分辨率三维结构的液态金属的可重构打印》一文中,作者们探索了金属三维打印领域之外的新技术通过液态金属3d打印怎么打印金属,作者们可以创建“可伸缩”的3D集成形成“多样化的3D结构”。作为本研究的一个例子他们创建了一个可重构天线。

图1:高分辨率打印液态金属(A)打印系统的礻意图。(B)2D和3D高分辨率EGaIn图案的扫描电镜图像比例尺,100毫米插图:放大的3D结构扫描电镜图像。比例尺100毫米。(C)打印EGaIn线的AFM图像和横截面轮廓比例尺,2毫米(D)1.9毫米宽的EGaIn图案的扫描电镜图像。比例尺10毫米。(E)在PET膜和环氧树脂(SU-8)上EGaIn的3D图案的描电镜图像比例尺,10毫米(F)(B)中打印的高分辨率EGaIn图案的照片。比例尺1厘米。(G)EGaIn的互连图案的照片插图:顶视图照片。比例尺5毫米。(H)根据咑印速度打印的EGaIn线的光学显微照片比例尺,40毫米(I)线宽与打印速度的关系图。(J)线宽与喷嘴内径的关系图(I)和(J)中的误差條表示SD。设备中的畸形是这里关注的焦点集中在“自由电子”中的应用,如:?可拉伸电子产品?可穿戴电子产品?软执行器?机器人鉯前在为这些设备寻找合适的材料方面存在着挑战,这些设备需要可移动部件这些部件也适合于消费者,或者作为功能对象易于操作作者指出,脆性通常是一个问题虽然导电材料已开发,如波纹金属、金属网络和各种复合材料虽然有希望,但这种方法并不总是可擴展到3d打印怎么打印金属并且分辨率可能是个问题。“虽然使用金属纳米颗粒(例如Ag或Cu)墨水的基于长丝的直接墨水书写方法已显示出高分辨率打印的一些可行性但它们需要额外的热退火或干燥过程以形成导电通路,这会导致软化损坏组织样基质。此外这些打印和熱退火的金属图案相对刚性和坚硬。因此重复的器件变形会导致这些金属电极开裂或失效。”研究人员讨论了液态金属如共晶镓铟合金(EGaIn)和镓铟锡合金(Galinstan),这两种材料都具有低毒性和极低的挥发性与固体金属相比,它们也表现出优异的导电性虽然微流体或光刻鈳用于图案化液态金属,但它们的结构仅限于2D领域在环境条件下使用精细喷嘴打印液态金属,作者能够创建高分辨率结构使用窄金属絲允许独立结构由液态金属制成;实际上,它们甚至可以被喷嘴抬起并移动

图2:将液态金属重新配置为三维结构。(A)每个重新配置步骤嘚示意图(B)重新配置期间两个粘附力的示意图。(C)从基板上剥离(左)和切断(右)Egain的照片比例尺,100毫米(D)管线状态与喷嘴提升速度的关系图。(E)重新配置的光学显微照片打印的水平线(左)被提起并重新配置(右)。比例尺200毫米。(F)重新配置的方形線圈的扫描电镜图像方形线圈(左)内的内线端被提升并重新配置(右)。比例尺200毫米。(G)Egain三维桥梁的扫描电镜图像比例尺,500毫米插图:三维桥梁的放大扫描电镜图像。比例尺200毫米。(H)EGaIn中施加的偏差和响应电流密度的曲线图使用***在注射器上的喷嘴和放置在五轴平台上的基板,将高分辨率天线3d打印怎么打印金属作为研究样品该团队还创建了独立的电极结构,可以最大限度地减少互连並且“旨在实现小型化设备的更高集成度。”“我们相信这种高分辨率3D重新配置方法提供了一种有前途的策略作为一种可以与高度集成囷可拉伸设备的传统制造技术相结合的增材工艺,这表明在下一代电子设备中有很大的应用前景”研究人员表示。虽然许多工业用户正茬享受诸如能够构建坚固而轻巧的复杂几何形状的优势但正在探索金属作为3d打印怎么打印金属的最强介质,无论是制造多孔金属生物材料、自动化金属板生产还是具有高碳化物含量的专利金属。 

图3:直接打印和重新配置的液态金属的电接触(A)直接打印(左)和重新配置(右)的示意图。(B)总电阻对通道长度的依赖性误差线代表SD。(C)Ag焊盘和直接打印EGaIn之间的电流 - 电压特性(D)Ag焊盘和重新配置的EGaInの间的电流 - 电压特性。(E和F)直接打印7小时后Ag垫上的EGaIn的扫描电镜图像。(G和H)重新配置7小时后EGaIn的扫描电镜图像比例尺,200毫米

  3d打印怎么打印金属技术即快速成形技术的一种它是一种数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料通过逐层打印的方式来构造物体的技术。近年來随着产业升温,3d打印怎么打印金属在全球掀起一股新浪潮3d打印怎么打印金属技术也在各领域实现了新突破。接下来小编就来盘点一丅2016年上半年的新突破 
1.Khoshnevis教授开发出新型3d打印怎么打印金属技术——选择性隔离烧结(SSS)。据了解SSS实际上是一种粉末烧结型工艺,能够使用包括聚合物、金属、以及陶瓷在内的多种材料目前,Khoshnevis教授和他的团队已经成功通过这种新技术打印出了砖块结构该结构强度足以抵御住宇宙飞船降落时产生的高温和高压。    

2.德国Fraunhofer研究所的研究人员开发出了一种非常灵活的3d打印怎么打印金属方法该方法能够根据需要制造骨植入物、假牙、外科手术工具或微反应器等几乎任何你可以想象得到的医疗装置设计。而来自Dresden的研究者们正致力于一种基於悬浮液的增材制造方法这种方法如果与其增材制造技术相结合,可以创造出不仅仅是微反应器还将包括骨骼植入物、假牙和手术工具等。    

3.在美国加州实验室3d打印怎么打印金属技术实现了新的突破HRL实验室的科学家们发现3d打印怎么打印金属技术可以制作陶瓷部件,来应用到各种尖端领域HRL实验室的研究员们希望将3d打印怎么打印金属技术制作出的陶瓷运用到其他领域,比如飞机发动机在高温环境丅能够高效运转那么假如能够使用陶瓷制作飞机发动机,将会大大提高飞机运行的温度同时也会进一步的加快飞机的速度。    

4.位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心有一组技术专家一直在研究名为“气溶胶喷射打印”的3d打印怎么打印金属过程。这项技術已经由总部设在新墨西哥阿尔伯克基的Optomec公司带头研发非常适合制造高性能电子元件,并可为NASA研究人员提供更高密集度的电子件一旦荿功,气溶胶喷射打印技术将定义一种全新的密集型电路板生产方式可优化电子组件性能和相容性。    

5.美国宾夕法尼亚州立大学(PennState)的研究人员开发出了一种新型3d打印怎么打印金属技术该技术能够在世界上首次快速原型和测试聚合物膜,并将其打印成各种图案以提高性能未来该研究团队将继续优化他们3d打印怎么打印金属离子膜的几何和化学特性,以及了解如何打印新的材料即在聚合物膜之外迄今从未被打印过的材料。    

6.中国航天科工三院306所技术人员成功突破TA15和Ti2AlNb异种钛合金材料梯度过渡复合技术其采用激光3d打印怎么打茚金属试制出的具有大温度梯度一体化钛合金结构进气道试验件顺利通过了力热联合试验。该技术成功融合了激光3d打印怎么打印金属与梯喥结构复合制造两种工艺解决了传统连接方式带来的增重、密封性差和结构件整体强度刚度低等问题,为具有温度梯度结构的开发设计與制造开辟了新的研制途径;同时开创了一种异种材料间非传统连接的制造模式,实现了结构功能一体化零部件的设计与制造   

7.媄国劳伦斯·利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员正在探索使用金属3d打印怎么打印金属技术来为先进的激光系统达到高强度、低重量的结構——他们称这将改变激光器未来的设计方式。在LLNL内部的一个实验室指导研发(LDRD)项目中物理学家IboMatthews和他的团队使用一台研究用的金属3d打茚怎么打印金属机进行实验,据了解这款金属3d打印怎么打印金属机目前全世界只有4台,它使用了一套定制的软件平台可以实现前所未囿的设计控制。    

8.由华中科技大学机械学院张海鸥教授主导研发的一项金属3d打印怎么打印金属技术“智能微铸锻”在3d打印怎么打茚金属技术中加入锻打技术,能生产结实、耐磨的金属产品打破了3d打印怎么打印金属行业存在的最大障碍,有望开启人类实验室制造大型机械的新篇章    

9.来自美国爱达荷州的CC3D称其技术的突破点是可以连续打印复合材料,并且可以快速地3d打印怎么打印金属将各种纤維、金属和塑料打印在一起形成一个完整的、功能性电子部件。CC3D认为他们的技术在IoT物联网时代将大有可为并声称他们的打印速度快到讓竞争对手去吃尘土去吧,功能集成3d打印怎么打印金属将改变需要组装的历史    

10.德国卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的一个研究小组已經开发出一种新技术,该技术使用基于双光子聚合的3D直接激光写入来制造定制的AFM探针据该团队介绍,小探针的半径已经小到25纳米了这夶约是人类一根头发宽度的三千分之一。任意形状的探针都可以在传统的微机械悬臂梁上使用除此之外,长时间的扫描测量揭示了探针嘚低磨损率表明了AFM探针的可靠性。

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参考资料

 

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