Bilim adamları sıvı metal süspansiyon için 3D baskı yöntemi önerdiler
Son zamanlarda, Çin Bilimler Akademisi Fizik ve Kimya Teknik Enstitüsü'nün Düşük Sıcaklıklı Biyolojik ve Tıbbi Laboratuvarı ilk olarak, oda sıcaklığında rastgele karmaşık şekil ve yapılara sahip üç boyutlu esnek metal deforme olabilir gövdeleri hızlı bir şekilde üretebilen ve bunları kullanım için kullanabilen "sıvı metal süspansiyon 3D baskı" kavramını ve yöntemini önerdi. Üç boyutlu gerilebilir elektronik cihazları birleştirin. İlgili araştırma sonuçları, Advanced Materials Technologies hakkında bir kapak makalesi olarak yayınlanmıştır.
Sıvı Metalin Kendi Kendini İyileştiren Hidrojele Süspansiyonlu 3D Baskısı başlıklı makalede, araştırma ekibi, şeffaf bir destek ortamı olarak katı ve sıvı arasında kendi kendini iyileştirme özelliklerine sahip bir hidrojeli tanıttı ve sıvı metal oluşturup onayladı. Süspansiyonlu 3D baskı şekillendirme yöntemi (Şekil 1), sıvı metal mürekkebin yüksek yüzey gerilimi, düşük viskozite, kolay akış ve yüksek yerçekiminin getirdiği teknik zorlukların üstesinden gelir. Tüm üretim süreci boyunca, hidrojel, akma sıvılaştırma ve hızlı katılaşma arasında serbestçe geçiş yapabilir ve metal damlacıklar üzerinde son derece yüksek viskoz kuvvete sahiptir.Baskı memesi ve jel arasındaki göreceli hareketle, hidrojel, meme tarafından ekstrüde edilir Metal damlacıklar daha sonra daralır ve nozülden ayrılır ve ardından destekleyici jel ile sarılır, yapıştırılır ve sabitlenir. Metal mikroküreleri planlanan yol boyunca katman katman istifleyerek, istenen üç boyutlu yapı nihayet oluşturulabilir (Şekil 2); baskı doğruluğu iğne boyutu, baskı hızı, jel ortamı vb. İle kontrol edilebilir. Hem jel hem de sıvı metal esnek malzemelerdir ve bunlardan oluşturulan üç boyutlu elektronik cihazlar esnetilebilir ve deforme edilebilir. Bu araştırma, geleneksel katı gövde yapısı oluşturma modunu ve 3D baskı kategorisini kırıyor ve amorf esnek elektronik cihazlar, akıllı sistemlerin hızlı üretimi ve hatta deforme olabilen 4D baskı alanlarında önemli bir değere sahip.
Araştırma ekibi tarafından Malzemeler ve Tasarım üzerine yayınlanan Fonksiyonel Elektronikler için Enjeksiyonla 3D Baskı ve Sıvı Metallerin Mekanik Yapıların Kanallarına Ambalajlanması başlıklı çalışmada araştırmacılar, üç boyutlu esnek elektronik yapılar üretmek için bir hibrit işleme yöntemi geliştirdiler: ilk kullanım 3D baskı İşlem, içi boş mikro kanallar içeren esnek bir matris hazırlar ve daha sonra esnek elektronik cihazlar oluşturmak için kanalları sıvı metalle doldurur (Şekil 3). Bir dizi deney, temel işlem parametrelerinin cihaz oluşturma kalitesi üzerindeki etkisini ortaya çıkardı. Bu çalışma, esnek elektroniklerin yaygınlaştırılmasına ve uygulanmasına yardımcı olacak işlevsel elektronik cihazların doğrudan basılmasını ve paketlenmesini gerçekleştirmiştir.
Grup daha önce Hızlı Prototipleme Günlüğünde Yapışma Mekanizması ile Düşük Erime Noktalı Alaşımın Doğrudan 3D Baskısı başlıklı bir makale yayınladı.Metal damlacık yapışma kalıplama mekanizmasını tanıtarak, oda sıcaklığında düşük erime noktalarını doğrudan üretmek için bir masaüstü 3D yazıcının kullanıldığını gösterdi. Metal bileşenlerin yöntemi (Şekil 4). Döküm parçaların mekanik ve elektriksel özellikleri ile karşılaştırılarak, düşük erime noktalı metal 3 boyutlu baskı parçalarının mekanik ve elektriksel davranış açısından avantajları ortaya çıkarılmıştır. Bu teknoloji, gelecekte üç boyutlu devrelerin entegre şekillendirme ve paketlemesini gerçekleştirmek için birden fazla nozüle dayalı metal ve metal olmayan kompozit baskı işlemlerine genişletilebilir.
Yukarıda bahsedilen çalışmanın platform yapımı ve test edilmesi Beijing Mengzhimo Technology Co., Ltd. tarafından desteklenmiş ve desteklenmiştir. Son zamanlarda, önceki birikime dayalı olarak, iki taraf ortaklaşa dünyanın ilk ticari sıvı metal hibrit 3D baskı ekipmanını geliştirdi (Şekil 5), metal / metal olmayan malzemelerin entegre hibrit üç boyutlu kalıplamasını gerçekleştirerek, katmanlı imalat teknolojisinin yapısal üretimden işlevsel üretime geçişine izin veriyor. Büyük bir adım atıldı ve ilgili ekipman, 3 boyutlu elektronik cihazlar, akıllı makineler, radyo frekansı iletişimleri, bilimsel araştırma ve öğretimde geniş uygulama değerine sahip.
Yukarıdaki yeni 3B baskı yöntemleri serisinin kurulması ve orijinal donanım ekipmanının geliştirilmesi, esnek işlevsel elektronik cihazların hızlı imalatında sıvı metal gelişmiş malzemelerin benzersiz avantajlarını ve evrensel değerini bir kez daha göstermiştir.Bu, eklemeli üretim teknolojisi kavramıdır. Önemli yenilik ve genişleme. Araştırma çalışması, Çin Bilimler Akademisi Frontier Bilim ve Eğitim Bürosu ve Pekin Belediye Bilim ve Teknoloji Komisyonu tarafından finanse edildi.
Şekil 1. "Advanced Materials · Technology" dergisinin kapak hikayesi ve 3 boyutlu süspansiyon baskısının ilkesi ve şekillendirme süreci
Şekil 2. Sıvı metal süspansiyon 3D baskı prensibine dayalı olarak Çin burcunun Yuanmingyuan'daki hayvan kafası ve üç boyutlu devresi
Şekil 3. Esnek elektronik cihazların 3 boyutlu baskı ve sıvı metal dolgusu ile birleştirilmiş ilkesi ve uygulaması
Şekil 4. Doğrudan 3D baskı prensibi, düşük erime noktalı metal yapışmasının şekillendirme yapısı ve elektromekanik özellikleri
Şekil 5. Dünyanın ilk sıvı metal çok malzemeli hibrit 3D yazıcı cihazı
