科技日报记者 张佳欣
据最新一期《进步前辈质料》杂志报导，瑞士洛桑联邦理工学院研究团队开发出一种全新3D打印技术，使用平凡水凝胶“生长”出结构繁杂、强度高、密度年夜的金属与陶瓷部件，突破了传统光固化立体打印仅能经由历程感光聚合物的限定。同时，研究另有提出了一种新的增材制造理念，即于3D打印以后而非以前选择质料。
现有将聚合物转化为金属或者陶瓷的技术，往往会致使质料多孔、强度不足，而且部件会泛起严峻紧缩，致使变形。为降服这一瓶颈，研究团队提出了怪异的解决方案，即先打印外形，再决议质料。
他们起首利用水凝胶打印出一个三维支架。随后，将这一“空缺”结构浸入含金属盐的溶液中，使金属离子渗入并于化学反映下转化为漫衍匀称的金属纳米颗粒。这个历程可重复屡次，终极获得金属含量极高的复合质料。
颠末5—10轮如许的“生长轮回”后，研究职员末了经由历程加热烧除了残剩的水凝胶，留下的即是终极产物，这是一种连结原始外形、但密度与强度史无前例的金属或者陶瓷结构。
于试验中，团队使用该技术乐成打印出由铁、银及铜组成的繁杂数学晶格结构——旋面体。这类结构兼具高比强度及繁杂几何特性，是航空航天及能源器件中理想的设计形态。测试结果显示，新质料可蒙受的压力是传统要领制备质料的20倍，紧缩率仅为20%，远低在以往的60%—90%。
团队指出，这项技术尤其适用在制造统筹轻量化与高强度，且结构繁杂的三维器件，如传感器、生物医学装备、能源转换与贮存装配等。此外，该技术另有可用在制造具备高比外貌积、散热性能优秀的金属结构，用在能源技术领域。
总编纂圈点
传统的3D打印流程，通常遵照先设计、再选材，末了再打印成型的挨次。而最新的3D打印工艺却反其道而行之，先打印再选材，堪称是“逆向思维”的典型案例。后者的上风很是较着，那就是打破了质料对于制造工艺的预先限定，年夜年夜地晋升了制造的矫捷性及自由度，从而有助在更好地制造出功效繁杂的定制化产物。这类3D打印工艺实现了从“制造零件”到“生长功效”的凌驾，有望为航空航天、生物医疗、机械人等领域带来新的厘革。
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