Die Verwendung von 3D-Druck überrascht schon lange niemanden mehr. Gegenstände können sowohl zu Hause als auch am Arbeitsplatz aus Metall oder Kunststoff gedruckt werden. Jetzt geht es nur noch darum, die Auflösung der Düsen zu senken und die Vielfalt der Ausgangsmaterialien zu erhöhen. In jedem dieser Bereiche gibt es noch sehr viel zu tun.
Eine weitere Errungenschaft bei der Verbesserung des 3D-Drucks Wissenschaftler unter der Leitung von Forschern der ETH Zürich. Die Wissenschaftler stellten eine neue vielversprechende Technologie für den Druck mit Metallen von Mikroobjekten mit sehr hoher Auflösung - bis zu 250 nm - vor. Derzeit erfolgt der 3D-Druck von Mikroobjekten mit Metallen mit speziell hergestellten Tinten. Dabei handelt es sich um in Flüssigkeiten eingebrachte Nanopartikel aus Metall in Form einer Suspension. Die Auflösung solcher Drucker beträgt Mikrometer, und der Druck endet mit einem unverzichtbaren Sintern zur Festigung des Modells. In dieser abschließenden Phase gibt es viele Mängel, darunter eine niedrige Porosität und Verunreinigungen mit organischen Stoffen (Lösungsmitteln). Was schlagen die Schweizer vor?
Die Wissenschaftler aus Zürich haben die metallische Suspension durch den direkten Druck mit Metallen ersetzt. Genauer gesagt, durch Metallionen. Es wurde eine Bauform des Druckkopfs mit zwei sogenannten Verbrauchsanoden vorgeschlagen. Warum zwei? So ist es besser! Man kann ein metallisches Mikroobjekt abwechselnd mit einem oder dem anderen Metall oder sogar mit beiden gleichzeitig drucken und dabei eine Legierung mit dem gewünschten Verhältnis der beiden Materialien schaffen. Das Prinzip des vorgeschlagenen 3D-Drucks besteht darin, dass bei hoher Spannung, die an die Anode angelegt wird, Metallionen abgerissen werden und zur Substrat fliegen, wo sie sich niederschlagen und in das ursprüngliche Metall umwandeln. Damit das funktioniert, ist das Substrat mit einer Schicht Lösungsmittel bedeckt, in dem Redox-Chemie-Reaktionen stattfinden. Der Druck erfolgt sofort mit reinem Metall und erfordert keine anschließende Sintern.
Die Anwendungen solcher Technologien sind zahlreich. Doch zuerst denkt man an Mikroelektronik und die Herstellung von Metamaterialien mit ungewöhnlichen Eigenschaften. Das Drucken mit solch einer Präzision wird helfen, die feinsten Verbindungen zu schaffen und sogar organische Materialien in der Elektronik zu verwenden. Wenn es um Metamaterialien geht, kann die Kombination von Metallen zur Entstehung von Materialien mit interessanten mechanischen Eigenschaften führen, die gleichzeitig flexibel und robust sind.
Quelle: 3dnews.ru
