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无激光“喷墨”金属3D打印

无激光“喷墨”金属3D打印

供稿人:杨坤 汤慧萍   发布日期:2017-10-31
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现有3D金属打印技术依赖于大量金属粉末和高能束(激光、电弧或电子束),近期,装备复杂、成本昂贵。美国西北大学David Dunand团队开发的新技术使用了金属粉末墨水作为打印介质,工艺更廉价、更快且更均匀。该团队验证了新方法制造各种金属、金属混合物、合金和金属氧化物和复合材料。最令人兴奋的是该新方法不像当前3D打印技术受金属类型和零件结构限制,能够打印各种复杂结构,极大地扩展了金属3D打印技术的发展。

西北大学的这种新方法完全绕开粉末层和能束方法,并将打印结构和熔化粉末两步工艺分开。为了降低生产成本,该团队通常是采用金属的氧化物粉末,例如,氧化铁、氧化镍以及氧化铜等,混合溶剂和弹性粘结剂制成液体墨水。然后在室温下,利用简单的喷嘴注射挤压工艺快速打印复杂结构零件胚体,然后在还原性气氛下烧结,获得纯金属的3D打印零件。

根据最新的报道,该团队利用该项技术,以镍、锰、镓三种元素的混合粉末制成墨水,成功实现了Ni-Mn-Ga磁性形状记忆微桁架结构的制备。

参考文献:

  1. Taylor, S. L., Jakus, A. E., Shah, R. N., & Dunand, D. C. (2016). Iron and Nickel Cellular Structures by Sintering of 3D-Printed Oxide or Metallic Particle Inks. Advanced Engineering Materials.
  2. Jakus A E, Taylor S L, Geisendorfer N R, et al. Metallic Printing: Metallic Architectures from 3D‐Printed Powder‐Based Liquid Inks (Adv. Funct. Mater. 45/2015)[J]. Advanced Functional Materials, 2016, 25(45):7099-7099.
  3. Taylor S L, Shah R N, Dunand D C. Ni-Mn-Ga Micro-trusses via Sintering of 3D-printed Inks Containing Elemental Powders[J]. Acta Materialia, 2017.