眾所周知的是目前主流的金屬3D打印采用的是激光或者電子束燒結(jié)技術(shù)，使用高能量的激光或者電子束掃描金屬粉末床，使金屬粉末熔化然后粘結(jié)在一起冷卻成型進(jìn)而逐層打印。然而，近日美國西北大學(xué)的一個(gè)科研團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種全新的金屬3D打印方法，可以說完全顛覆了以往的技術(shù)，它完全摒棄了激光或者電子束，而是采用了一種特質(zhì)液體油墨和常見的熔爐分兩步進(jìn)行，第一步的成形方法和常見的FDM非常類似。
首先，科研團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一種混合了金屬粉末、溶劑和彈性體粘結(jié)劑(一種醫(yī)學(xué)領(lǐng)域經(jīng)常會(huì)用到的聚合物)的特殊油墨，這種油墨可以在室溫條件下直接用噴嘴擠出瞬間凝固，而其中因?yàn)槭褂昧藦椥泽w粘結(jié)劑，所以在這一階段打印出的3D對(duì)象可以高度折疊或彎曲成更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，并且可以高達(dá)數(shù)百層厚而不至于坍塌，研發(fā)人員稱之為“Green body”。
第二步則是將已經(jīng)形成的“Green body”放在普通熔爐內(nèi)進(jìn)行燒結(jié)，金屬粉末經(jīng)過加熱則會(huì)融化永久的粘結(jié)在一起。
負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的材料科學(xué)和工程師Ramille Shah表示：“我們所使用的這種方式極大的擴(kuò)展了3D打印結(jié)構(gòu)，而且材料能夠根據(jù)用戶的需求進(jìn)行靈活打印。盡管將金屬3D打印分成了打印和燒結(jié)兩個(gè)步驟，看似變得復(fù)雜，但是事實(shí)上這種方式突破了傳統(tǒng)桎梏，讓我們用更輕松的步驟來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。”
我們知道傳統(tǒng)激光、電子束燒結(jié)雖然能形成極強(qiáng)的金屬3D結(jié)構(gòu)，但其成本高昂且耗時(shí)，而像一種中控的零部件使用這種方法還有一些限制，其次，用激光逐層加熱的方法會(huì)在不同的區(qū)域產(chǎn)生加熱和冷卻的應(yīng)力，破壞打印對(duì)象的微觀結(jié)構(gòu)。而使用這種新方法，在熔爐內(nèi)進(jìn)行加熱確保了均勻的溫度和致密結(jié)構(gòu)燒結(jié)，不會(huì)產(chǎn)生翹曲和開裂。
并且，在這種新方法中，可以一次使用多個(gè)擠出噴嘴，以更快速度打印出高達(dá)數(shù)米的3D結(jié)構(gòu)，唯一的限制可能就是熔爐的尺寸了。
據(jù)悉，這種工藝還可以打印一些金屬氧化物，像鐵銹粉，利用氫將它們還原成純金屬，使用鐵銹粉的好處是，鐵銹粉比純鐵更輕、更穩(wěn)定，更安全，更重要的是成本大大降低了。
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