Исследователи из Муниципального института Северной Каролины разработали технологию 3D печати и способы сотворения раздельно стоящих конструкций из водянистого металла при комнатной температуре. 3D принтеры могут использовать широкий диапазон материалов, включая пластмассы, смолы, металлы, керамику и почти все другое. Но самой проблематической и сложной была печать из металла. Всераспространенный способ печати из металла – прямое лазерне спекание металла при использовании лазерного луча для плавления 20-40 микронных слоев железного порошка и наложение их друг на друга для сотворения изделий из металла. Коллин Лэдд, Чжу-Хи Так, Джон Мут, и Майкл Д. Дикей разработали трехмерную структуру из водянистого металла.
«Трудно создавать структуры из водянистых материалов, так как они растекаются. Но мы нашли, что водянистый сплав металлов галлия и индия вступает в реакцию с кислородом в воздухе при комнатной температуре, чтоб сформировать «покров», который позволяет водянистым металлоконструкциям сохранять их форму», – гласит доктор Майкл Дикей, доцент кафедры хим и биомолекулярной инженерии в институте штата Северная Каролина.
Исследователи сосредоточили внимание на двоичном эвтектическом сплаве галлия и индия (EGaIn, 75% Ga 25% по весу), но хоть какой сплав галлия также подойдет, гласит команда. EGaIn является водянистым при комнатной температуре (т.пл. ~ 15,7 ° С) с железной проводимостью. Под воздействием воздуха, металл образует узкий (~ 1 нм) пассивирующий «покров», состоящий из оксида галлия.
Они разработали несколько способов 3D печати из металлов. Один способ предполагает наложение капель водянистого металла поверх друг дружку, очень похоже на то, как выкладывают горку апельсинов в гипермаркете. Капли прилипают друг к другу, но сохраняют свою форму – они не соединяются в одну, фомируя огромные капли. Видео этого процесса можно отыскать тут.
Другой способ – впрыскивание водянистого металла в полимерную форму, чтоб металл принял определенную форму. Потом форму растворяют, оставляя незапятнанный водянистый металл в хотимой форме. Исследователи также разработали способы для сотворения водянистых железных проволок, которые сохраняют свою форму даже в перпендикулярном положении к основанию.
Команда в текущее время изучает предстоящее развитие этих способов, также то, как их использовать в разных приложениях для электроники и в купе с закоренелыми технологиями 3D печати.
Поглядите демо-видео ниже. Статья, «3D печать и способы сотворения раздельно стоящих конструкций из водянистого металла» размещена на веб-сайте Advanced Materials.