Самое полное руководство по работе с TweetDeck :: (12) Oleg Michman 25% �� 146% ☢️ ☣️⚠️ (@CASBT_UA) / Твіттер

Вчені розробили техніку мікроскопічного 3D-друку металами під назвою HIAM

Група інженерів з Каліфорнійського технологічного інституту розробила техніку 3D-друку металів з мікроскопічною роздільною здатністю. Технологія називається HIAM (hydrogel infusion additive manufacturing) - адитивне виробництво з вливанням гідрогелів.

За словами вчених, технологія HIAM може бути використана для 3D-друку як чистих металів, так і різних сплавів, лише з незначними коригуваннями налаштувань «принтера». Ця техніка може стати основою інноваційних виробничих процесів для виготовлення крихітних компонентів для мікроелектронних механічних систем (MEMS), біомедичних пристроїв і деталей для механізмів теплопередачі. У 3D-друку об’єкт створюється шляхом додавання матеріалу шар за шаром до підкладки, звідси й назва «аддитивна технологія». Такий підхід дозволяє виготовляти конструкції, які неможливо виготовити традиційними методами обробки металу, такими як кування чи лиття, або методами, заснованими на видаленні матеріалу (фрезерування, травлення). Однак це також має свої обмеження.

Сучасні процеси 3D-друку на металі працюють шляхом впливу лазера на металевий порошок, який плавиться, а потім твердіє, набуваючи бажаної форми. Таким чином, фахівці можуть створювати моделі з роздільною здатністю близько 100 мікрон, що приблизно дорівнює товщині двох аркушів паперу. Проблема з цією технікою полягає в тому, що деякі метали, такі як мідь, мають настільки високу теплопровідність, що під впливом повністю сфокусованого лазера тепло поширюється і плавить порошок за межами вибраної області виробу. Як наслідок, це впливає на точність роботи та роздільну здатність відбитка.

В одній з лабораторій Каліфорнійського технологічного інституту група інженерів розробила принципово інший підхід до 3D-друку на металі. Замість безпосереднього друку металом або сплавом, вони спочатку виготовляють своєрідний каркас з гідрогелів, а потім заповнюють його металевими «чорнилами». Гідрогелі - це матеріали з гнучких полімерних ланцюгів, які не розчиняються у воді. Вплив ультрафіолетової лампи малої потужності викликає в них хімічну реакцію перехресної полімеризації. Повторюючи цей процес, полімеру можна налаштувати потрібну матрицю - у цьому випадку форму, у яку вставлено "чорнило". Останні являють собою солі металів, розчинені у воді.

Іони металу проникають у структуру гідрогелю, а не просто покривають його. Потім конструкцію запікають у печі при температурі від 700 до 1100°C залежно від матеріалу. Оскільки температура плавлення металів вище температури горіння гідрогелю, полімер повністю «випаровується», залишаючи метал недоторканим. Крім того, вплив тепла призводить до усадки всієї конструкції, що робить кінцевий продукт ще більш мініатюрним. Варто зазначити, що технологія 3D-друку HIAM дозволяє вченим створювати об’єкти з чистих металів, металевих сплавів і багатокомпонентних металевих систем з роздільною здатністю до 40 мікрон – менше половини товщини людської волосини. Під час експериментів дослідники успішно використовували для друку мідь, нікель, срібло та різні сплави. Для подальшого розвитку та комерціалізації методики один із її авторів заснував компанію 3D Architech: зараз вона ліцензується.

Просмотры: