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3D列印超金屬材料系列產(chǎn)品之碳納米管3D列印

發(fā)布時(shí)間：2022-05-25 08:31:53瀏覽：7025點(diǎn)贊：

做為3D列印超金屬材料系列產(chǎn)品的一小部分

，責(zé)任編輯將竭盡全力深入探討奈米3D列印控制技術(shù)

，據(jù)北極熊介紹

，奈米3D列印控制技術(shù)致力列印特定的碳奈米管生物科學(xué)和器件

，一般來(lái)說(shuō)用作科學(xué)研究目地?div id="4qifd00" class="flower right">

，F(xiàn)階段

，科學(xué)研究相關(guān)人員已經(jīng)開(kāi)始科學(xué)研究怎樣透過(guò)列印宏觀經(jīng)濟(jì)球體來(lái)同時(shí)實(shí)現(xiàn)宏觀經(jīng)濟(jì)上的力學(xué)優(yōu)點(diǎn)變動(dòng)

。探索這些可能性的一個(gè)早期項(xiàng)目是由勞倫斯-利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）開(kāi)發(fā)的，他們使用一種投影顯微光刻控制技術(shù)（PμSL）制造出了能夠支撐1萬(wàn)倍于自身重量的零件

。正如我們?cè)诒鞠盗挟a(chǎn)品中探索的大多數(shù)超金屬材料一樣

，這種深遠(yuǎn)的力量的關(guān)鍵在于結(jié)構(gòu)的幾何形狀。LLNL金屬材料工程師克里斯-斯帕達(dá)奇尼(Chris Spadaccini)的說(shuō)法很簡(jiǎn)潔："我們的微結(jié)構(gòu)金屬材料的優(yōu)點(diǎn)是由其宏觀經(jīng)濟(jì)上的幾何布局決定的

，而不是化學(xué)成分

。"

為了制造微晶格結(jié)構(gòu)，LLNL團(tuán)隊(duì)使用了一種系統(tǒng)

，將LED的紫外光投射到微鏡上

，微鏡將光線透過(guò)一系列產(chǎn)品的光學(xué)元件反射，縮小光束的大小

，并將其投射到光聚合物槽上?div id="4qifd00" class="flower right">

？茖W(xué)研究相關(guān)人員測(cè)試了各種晶格幾何形狀

，發(fā)現(xiàn)微晶結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度取決于它們的密度。雖然聚合物樹脂是他們的基礎(chǔ)金屬材料

，但科學(xué)研究小組透過(guò)在樹脂中添加金屬

、陶瓷金屬材料，然后用熱能燒掉聚合物

，就能制造出金屬

、陶瓷微晶格結(jié)構(gòu)。由此產(chǎn)生的球體更加堅(jiān)固

，同時(shí)還保持了極輕的重量

。從這一科學(xué)研究基礎(chǔ)上，LLNL以各種方式對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)展

。例如

，LLNL將這一控制技術(shù)同樣應(yīng)用作科學(xué)研究怎樣利用超金屬材料和3D列印來(lái)優(yōu)化頭盔的設(shè)計(jì)。該實(shí)驗(yàn)室比較了傳統(tǒng)的彈性體泡沫金屬材料和由3D列印的聚合物微薄層組成的超金屬材料

，確定3D列印的聚合物比傳統(tǒng)的彈性體老化得更慢

；但是3D列印的彈性體比非列印的彈性體老化得更快。其他科學(xué)研究還深入探討了受熱時(shí)收縮的銅-聚合物復(fù)合金屬材料

。

勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)研究員Cheng Zhu和前實(shí)驗(yàn)室博士后Wen Chen創(chuàng)建了由金和銀微粒子組成的油墨

，列印后，3D零件被加熱，讓顆粒凝聚成金銀合金

。這些零件被放入化學(xué)浴中

，去除銀（這個(gè)過(guò)程被稱為 "dealloying"），形成多孔金

。圖片由LLNL提供

。現(xiàn)階段商用的生產(chǎn)奈米列印系統(tǒng)公司包括Nanoscribe、BMF（摩方金屬材料）

、Microlight3D

、Boston Micro Fabrication、Cubicure

、UpNano和Swiss Litho AG

。

Photonic Professional系統(tǒng)在3D微細(xì)加工方面的能力

然而，即使是這些碳奈米管的系統(tǒng)

，也可以往更加精細(xì)的方向發(fā)展

。馬克斯-普朗克光科學(xué)科學(xué)研究所的科學(xué)研究相關(guān)人員開(kāi)發(fā)了一種被描述為原子級(jí)列印的前奏的方法。該控制技術(shù)將光與單個(gè)原子或拋物鏡內(nèi)的單個(gè)奈米粒子耦合

，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)了光波的裁剪

。然后，光的時(shí)空分布和電場(chǎng)的偏振矢量或振蕩方向可以在比光本身波長(zhǎng)更小的尺度上聚焦到球體上

。該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)用這種方法制造出了具有獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)的奈米結(jié)構(gòu)

，并認(rèn)為有可能用激光束困住單個(gè)原子，從而構(gòu)建出具有奇異原子精度的結(jié)構(gòu)

。奈米和宏觀經(jīng)濟(jì)尺度的3D列印可能會(huì)對(duì)處理細(xì)胞的宏觀經(jīng)濟(jì)世界很有幫助

，但這項(xiàng)科學(xué)研究的大部分內(nèi)容都是為了接下來(lái)在宏觀經(jīng)濟(jì)尺度上應(yīng)用。因此

，各種科學(xué)團(tuán)隊(duì)都在努力生產(chǎn)這些碳奈米管的球體

，然后在實(shí)驗(yàn)室外部署這些碳奈米管的球體。弗吉尼亞理工大學(xué)的科學(xué)研究相關(guān)人員已經(jīng)開(kāi)始科學(xué)研究架構(gòu)化金屬材料在放大7個(gè)數(shù)量級(jí)時(shí)的行為怎樣變動(dòng)

。超越了雙光子聚合

，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了由碳奈米管空心管組成的數(shù)十厘米大小的金屬部件，證明其拉伸彈性比沒(méi)有架構(gòu)化奈米特征的同類產(chǎn)品高出400%

。LLNL本身已經(jīng)致力透過(guò)大面積投影顯微立體光刻控制技術(shù)將碳奈米管列印與傳統(tǒng)的立體光刻控制技術(shù)相結(jié)合

，從而擴(kuò)大了奈米列印的規(guī)模。它的發(fā)明者Bryan Moran是這樣描述的："LAPμSL系統(tǒng)在概念上類似于建造一個(gè)馬賽克

，然后將其組合成一個(gè)更大的畫面

。每一塊瓦片都有很多細(xì)節(jié)，它們組合在一起形成的畫面

，反過(guò)來(lái)又會(huì)有更多的細(xì)節(jié)

。"這是一種新的工具

，可以非常快速地做出更大尺寸的部分

，而且更有用

。"

(責(zé)任編輯：admin)

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