新金属凝胶添加一个第四维度3 d打印

北卡罗莱纳州立大学的研究人员已经开发出一种新的、导电金属凝胶可以用于商用3 d打印机。小说以及进行电力、印刷材料也反应加热干燥,这意味着它可以打印在第四维——时间。论文详细的使用导电凝胶在3 d和4 d印刷已经发表在《华尔街日报》事。

学习印刷金属

3 d打印技术开辟了一个全新的世界的可能性。比以往任何时候都更容易的设计师来生成和测试原型产品,为艺术家创建自定义模具和教育者为观众构建模型和立体模型。

但3 d打印技术,至少简单的机器供家庭使用,在很大程度上仅限于塑料。金属可以3 d印刷,但是这个过程涉及得多。现在,研究者们已经开发出一种新的金属凝胶,兼容传统印刷在室温下喷嘴。

“3 d打印技术革新了汽车制造业,但我们不知道先前的技术,允许你打印3 d在室温下金属物体在一个步骤中,“说迈克尔·迪基,共同通讯作者,纸和卡米尔和亨利德雷福斯教授在北卡州立大学化学和生物分子工程学。“这将打开门制造范围广泛的电子元件和设备。”

创建凝胶开始解决微米尺寸的铜粒子悬浮在水中。在添加少量的液态金属铟镓合金和一些彻底的混合,液态金属和铜粒子开始粘在一起,这样形成一个金属凝胶溶液中的“网络”。

“这稠度是很重要的,因为这意味着你有一个相当均匀分布的铜粒子在整个材料,“迪基说。“这两件事。首先,它意味着颗粒连接形成的网络电气通路。其次,这意味着铜粒子不是解决解决方案和堵塞打印机。”

金属蜘蛛演示了4 d印刷的力量

由于其metal-particles-in-suspension设计,新的凝胶还具有一些有趣的性质,可以利用打印更新奇的结构。

正如研究人员报告在新发表的研究论文中,加热gel-printed对象虽然干材料里产生了大量的应力。这加速水蒸发造成的压力足够大,它可能导致额外的形状随时间的变化,有效地引入印刷过程的时间作为第四维。

“最终,这种四维印刷——传统的三维空间加上时间——是一个工具,它可以用来创建结构所需的维度,“迪基说。“但是我们发现最激动人心的关于这个材料是其导电性。”

“因为打印对象是高达97.5%的金属,他们是高度导电。很明显不像传统的铜线,导电但不可能在室温下3 d印刷铜线。我们已经开发了远比其他导电,可以打印出来。我们非常兴奋的应用程序在这里。”

为了证明这一点,研究人员利用金属凝胶打印“导电蜘蛛”。印在一个平面上,研究人员看到了蜘蛛开始慢慢提升和组装本身干下加热。结果结构保留其电导率,能够点亮两个领导的“眼睛”当连接到一个6伏电池。

“我们开放与合作伙伴共同努力,探索潜在的应用,并总是乐于与潜在合作者讨论未来的研究方向,“迪基补充道。

参考:邢R,杨J,等。金属凝胶为导电3 d和4 d印刷。事。2023年。doi:10.1016 / j.matt.2023.06.015

这篇文章是一个返工的新闻稿北卡罗莱纳州立大学颁发。材料已经编辑的长度和内容。