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科学家发明了一种在 3D 打印机中“生长”金属的方法 — 没有变形和弱点
一种基于水凝胶的新技术可以使 3D 打印金属的强度提高 20 倍。
来源:ZME科学洛桑联邦理工学院 (EPFL) 的工程师重新构想了 3D 打印金属的含义。他们找到了一种在柔软、富含水的凝胶内生长金属的方法，而不是强迫打印机处理熔融合金或重金属粉末。在某种程度上，这就像从果冻中诱出钢骨架一样。
他们在《先进材料》中描述的新工艺挑战了还原光聚合的最大限制之一——一种流行的 3D 打印方法，利用光逐层硬化液体树脂。传统上，这一工艺专门用于塑料，因为金属和陶瓷在从聚合物模具转换时会变形、破裂或变成多孔。
先进材料“我们希望找到一种不做任何妥协的金属打印方法，”洛桑联邦理工学院材料与制造化学实验室负责人 Daryl Yee 说道。 “这些材料往往是多孔的，这大大降低了它们的强度，并且零件会遭受过度收缩，从而导致翘曲。”
用水印刷，与化学共成长
Yee 的团队没有从金属填充树脂开始，而是从一种不起眼的水凝胶开始——一种主要由水制成的柔软、半透明的材料。使用标准的槽光聚合，他们将这种凝胶雕刻成他们想要的任何形状：格子、支架、小齿轮。
然后才是真正的转变。
研究人员将这种“空白”凝胶浸泡在含有铁、铜或银的金属盐浴中。金属离子渗入结构中，填充凝胶，就像染料浸入织物中一样。接下来，它们触发化学反应，将这些离子转化为纳米颗粒，分散在整个凝胶中。
从果冻到喷气发动机
尽管如此，还是有一个权衡。