苏(sū)黎世的研究人员(yuán)将(jiāng)米(mǐ)开朗(lǎng)基罗(luó)的大卫复制成金属微(wēi)缩模型,这项成就很好地显示出苏黎世理工大学(xué)(ETH)开发特殊3D打印(yìn)方法的潜力。米(mǐ)开朗(lǎng)基罗的大卫——几乎每个孩子都能认出(chū)这(zhè)座世界(jiè)著名雕像。不同(tóng)的是,这(zhè)个大卫连同底座(zuò)只有1毫米(mǐ)高,而且,它是由纯铜而非大理(lǐ)石(shí)制成的(de)。雕像(xiàng)由来自Exaddon(ETH分(fèn)离(lí)出的公司(sī))的乔治·埃尔科拉诺(Giorgio Ercolano)和ETH教(jiāo)授托马斯·赞(zàn)贝利(Tomaso Zambeli)领导的团队(生物传感器和生物电(diàn)子(zǐ)实验室)共同使用3D打印创建。赞(zàn)贝利(lì)和(hé)他的团队几年(nián)前开发了3D技术。科学家(jiā)可(kě)以用它(tā)来制(zhì)造纳米和微(wēi)米尺度的金(jīn)属(shǔ)结(jié)构。
该过程的核心(xīn)部件是耦(ǒu)合(hé)到悬臂上的微吸管,这(zhè)能够(gòu)有效控制接(jiē)触力。有了这个组件,研究人(rén)员可(kě)以高精度地(dì)一层(céng)层地建造微(wēi)小的金属结构。Exaddon采用了这种微型金属印(yìn)刷方法,并特别在速度上对(duì)其进行了(le)改进。
1打印复杂(zá)的(de)几何图形
此前,研究人(rén)员大多(duō)创建(jiàn)的是微小的柱(zhù)子或线(xiàn)圈。“然(rán)而(ér),这个过程有助(zhù)于我们打印各种复杂(zá)程度的结构或(huò)几何图形”埃尔科拉(lā)诺说。这座雕塑是(shì)一气(qì)呵成的,没(méi)有(yǒu)支架或模板,也(yě)不(bú)需要任何烧(shāo)制或回火。埃尔科(kē)拉诺和同事在《Micromachines》杂(zá)志上发表了他们的研究成果。此(cǐ)外(wài),大(dà)卫雕塑的数据可以在互(hù)联(lián)网上免费获得。
不能再小了!这是(shì)0.1毫米(mǐ)的大卫雕像
2 更小的尺寸受解决方案限定
埃尔科拉诺给大卫打印了两种尺寸:一(yī)种是1毫米高的雕塑,另一种是小十倍的(de)雕(diāo)塑。他说:“小版只(zhī)有大版(bǎn)的底座那么高。”但是,对于如此小的结构,目(mù)前的解决方案有一定限定。印(yìn)刷的金属(shǔ)微型对象通常从1微米(?m)开始,对(duì)于更复杂(zá)的对象,大小从(cóng)100?m到1 mm不(bú)等。就时间而言,该设备需(xū)要30个小时才(cái)能创造出大版的大(dà)卫,而小版本只需要20分钟。理论上,该系统可(kě)以(yǐ)打(dǎ)印最大(dà)尺寸为5毫米(mǐ)的物体,但它也足以打印数百甚至数千个微小物(wù)体,原则(zé)上可行(háng)。
赞贝利(lì)对(duì)结果非常(cháng)满意。“很高(gāo)兴我们实验室的一项(xiàng)技术进入了实际应(yīng)用,这项3D打印(yìn)技术能够(gòu)被采用和改进,这表明它真的很管用(yòng)。”印刷过程是电子行业(yè)最感兴趣(qù)的。有了这种打印技术,制造商可以将计(jì)算(suàn)机芯(xīn)片连接在一起,或者精确地修复(fù)微电(diàn)子(zǐ)系统。