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無激光“噴墨”金屬3D打印
供稿人:楊坤 湯慧萍
發(fā)布日期：2017-10-31
現(xiàn)有3D金屬打印技術(shù)依賴于大量金屬粉末和高能束（激光、電弧或電子束），近期，裝備復(fù)雜、成本昂貴。美國(guó)西北大學(xué)David Dunand團(tuán)隊(duì)開發(fā)的新技術(shù)使用了金屬粉末墨水作為打印介質(zhì)，工藝更廉價(jià)、更快且更均勻。該團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了新方法制造各種金屬、金屬混合物、合金和金屬氧化物和復(fù)合材料。最令人興奮的是該新方法不像當(dāng)前3D打印技術(shù)受金屬類型和零件結(jié)構(gòu)限制，能夠打印各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，極大地?cái)U(kuò)展了金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展。
西北大學(xué)的這種新方法完全繞開粉末層和能束方法，并將打印結(jié)構(gòu)和熔化粉末兩步工藝分開。為了降低生產(chǎn)成本，該團(tuán)隊(duì)通常是采用金屬的氧化物粉末，例如，氧化鐵、氧化鎳以及氧化銅等，混合溶劑和彈性粘結(jié)劑制成液體墨水。然后在室溫下，利用簡(jiǎn)單的噴嘴注射擠壓工藝快速打印復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件胚體，然后在還原性氣氛下燒結(jié)，獲得純金屬的3D打印零件。
根據(jù)最新的報(bào)道，該團(tuán)隊(duì)利用該項(xiàng)技術(shù)，以鎳、錳、鎵三種元素的混合粉末制成墨水，成功實(shí)現(xiàn)了Ni-Mn-Ga磁性形狀記憶微桁架結(jié)構(gòu)的制備。
參考文獻(xiàn)：
- Taylor, S. L., Jakus, A. E., Shah, R. N., & Dunand, D. C. (2016). Iron and Nickel Cellular Structures by Sintering of 3D-Printed Oxide or Metallic Particle Inks. Advanced Engineering Materials.
- Jakus A E, Taylor S L, Geisendorfer N R, et al. Metallic Printing: Metallic Architectures from 3D‐Printed Powder‐Based Liquid Inks (Adv. Funct. Mater. 45/2015)[J]. Advanced Functional Materials, 2016, 25(45):7099-7099.
- Taylor S L, Shah R N, Dunand D C. Ni-Mn-Ga Micro-trusses via Sintering of 3D-printed Inks Containing Elemental Powders[J]. Acta Materialia, 2017.
