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3D列印超金属材料系列产品之碳纳米管3D列印

发布时间：2022-05-29 08:31:34浏览：6902点赞：

做为3D列印超金属材料系列产品的一小部分，责任编辑将竭尽全力深入探讨奈米3D列印控制技术，据北极熊介绍，奈米3D列印控制技术致力列印特定的碳奈米管生物科学和器件，一般来说用作科学研究目地。现阶段，科学研究相关人员已经开始科学研究怎样透过列印宏观经济球体来同时实现宏观经济上的力学优点变动。探索这些可能性的一个早期项目是由劳伦斯-利弗莫尔国家实验室（LLNL）开发的，他们使用一种投影显微光刻控制技术（PμSL）制造出了能够支撑1万倍于自身重量的零件。正如我们在本系列产品中探索的大多数超金属材料一样，这种深远的力量的关键在于结构的几何形状。LLNL金属材料工程师克里斯-斯帕达奇尼(Chris Spadaccini)的说法很简洁："我们的微结构金属材料的优点是由其宏观经济上的几何布局决定的，而不是化学成分。"

为了制造微晶格结构，LLNL团队使用了一种系统，将LED的紫外光投射到微镜上，微镜将光线透过一系列产品的光学元件反射，缩小光束的大小，并将其投射到光聚合物槽上。科学研究相关人员测试了各种晶格几何形状，发现微晶结构的刚度和强度取决于它们的密度。虽然聚合物树脂是他们的基础金属材料，但科学研究小组透过在树脂中添加金属、陶瓷金属材料，然后用热能烧掉聚合物，就能制造出金属、陶瓷微晶格结构。由此产生的球体更加坚固，同时还保持了极轻的重量。从这一科学研究基础上，LLNL以各种方式对其进行扩展。例如，LLNL将这一控制技术同样应用作科学研究怎样利用超金属材料和3D列印来优化头盔的设计。该实验室比较了传统的弹性体泡沫金属材料和由3D列印的聚合物微薄层组成的超金属材料，确定3D列印的聚合物比传统的弹性体老化得更慢；但是3D列印的弹性体比非列印的弹性体老化得更快。其他科学研究还深入探讨了受热时收缩的铜-聚合物复合金属材料。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学研究员Cheng Zhu和前实验室博士后Wen Chen创建了由金和银微粒子组成的油墨，列印后，3D零件被加热，让颗粒凝聚成金银合金。这些零件被放入化学浴中，去除银（这个过程被称为 "dealloying"），形成多孔金。图片由LLNL提供。现阶段商用的生产奈米列印系统公司包括Nanoscribe、BMF（摩方金属材料）、Microlight3D、Boston Micro Fabrication、Cubicure、UpNano和Swiss Litho AG。

Photonic Professional系统在3D微细加工方面的能力

然而，即使是这些碳奈米管的系统，也可以往更加精细的方向发展。马克斯-普朗克光科学科学研究所的科学研究相关人员开发了一种被描述为原子级列印的前奏的方法。该控制技术将光与单个原子或抛物镜内的单个奈米粒子耦合，从而同时实现了光波的裁剪。然后，光的时空分布和电场的偏振矢量或振荡方向可以在比光本身波长更小的尺度上聚焦到球体上。该团队已经用这种方法制造出了具有独特优点的奈米结构，并认为有可能用激光束困住单个原子，从而构建出具有奇异原子精度的结构。奈米和宏观经济尺度的3D列印可能会对处理细胞的宏观经济世界很有帮助，但这项科学研究的大部分内容都是为了接下来在宏观经济尺度上应用。因此，各种科学团队都在努力生产这些碳奈米管的球体，然后在实验室外部署这些碳奈米管的球体。弗吉尼亚理工大学的科学研究相关人员已经开始科学研究架构化金属材料在放大7个数量级时的行为怎样变动。超越了双光子聚合，该团队创造了由碳奈米管空心管组成的数十厘米大小的金属部件，证明其拉伸弹性比没有架构化奈米特征的同类产品高出400%。LLNL本身已经致力透过大面积投影显微立体光刻控制技术将碳奈米管列印与传统的立体光刻控制技术相结合，从而扩大了奈米列印的规模。它的发明者Bryan Moran是这样描述的："LAPμSL系统在概念上类似于建造一个马赛克，然后将其组合成一个更大的画面。每一块瓦片都有很多细节，它们组合在一起形成的画面，反过来又会有更多的细节。"这是一种新的工具，可以非常快速地做出更大尺寸的部分，而且更有用。"

(责任编辑：admin)

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