苏黎世的研究人员将米开朗(lǎng)基罗的大卫复制成金(jīn)属微(wēi)缩(suō)模型,这项(xiàng)成就很好地显示出(chū)苏黎世理工大学(ETH)开发(fā)特殊3D打(dǎ)印(yìn)方(fāng)法的潜力(lì)。米开朗基罗的(de)大卫——几(jǐ)乎每个孩子都能认出这座世界著(zhe)名雕像。不同的是,这个(gè)大卫连同底座(zuò)只有(yǒu)1毫米高,而且,它是由(yóu)纯铜而非大理石制成的。雕(diāo)像由来自(zì)Exaddon(ETH分离出的公司)的乔治(zhì)·埃尔科拉(lā)诺(Giorgio Ercolano)和ETH教授托马(mǎ)斯(sī)·赞(zàn)贝利(Tomaso Zambeli)领导的团队(生物传(chuán)感器(qì)和生物电子实验室)共同使用3D打印创建。赞贝利(lì)和他的(de)团队几(jǐ)年前开发了3D技术。科学家可以用它来制造纳(nà)米和(hé)微米尺度(dù)的金属结构。
该过程的核心部件是耦合到悬(xuán)臂上(shàng)的微吸管,这能够有效(xiào)控(kòng)制接触力。有了这个(gè)组件,研究(jiū)人员可(kě)以(yǐ)高精度地一层层地(dì)建造微小的金属结构。Exaddon采用了这(zhè)种微型金属印(yìn)刷方法,并(bìng)特(tè)别在速度上(shàng)对其(qí)进行了改进。
1打(dǎ)印(yìn)复杂(zá)的几何图(tú)形
此前,研究人(rén)员大多创建的是微小的柱子或线圈。“然而,这个过(guò)程有(yǒu)助于我(wǒ)们打印各种(zhǒng)复杂(zá)程(chéng)度的结构或几何图形”埃尔科拉诺说。这(zhè)座雕塑是(shì)一气呵(hē)成的,没有支架或模板,也不需要任何(hé)烧制或回火。埃尔科拉诺和同事在《Micromachines》杂志上(shàng)发表了他们(men)的研究(jiū)成果。此(cǐ)外,大卫雕(diāo)塑的数据可以在互联网上(shàng)免费获得。
不能再小了(le)!这是0.1毫米的大卫雕像(xiàng)
2 更小的(de)尺(chǐ)寸受解决方案限定(dìng)
埃尔科拉诺给大(dà)卫打印了两种尺寸:一(yī)种是1毫米高的(de)雕塑(sù),另一种(zhǒng)是小十倍的雕塑。他说:“小版只有大版的底座那么高。”但是(shì),对于如此小(xiǎo)的结构,目前的解(jiě)决方案有一定限定。印(yìn)刷的金属微(wēi)型(xíng)对象通常从(cóng)1微米(?m)开(kāi)始,对于更复杂的对象,大小从100?m到1 mm不(bú)等(děng)。就(jiù)时间(jiān)而言,该设(shè)备需(xū)要30个小(xiǎo)时才能创造出大(dà)版(bǎn)的大卫(wèi),而小版本只(zhī)需(xū)要20分钟。理论上,该系统(tǒng)可以打印最(zuì)大尺寸为5毫(háo)米的(de)物体,但它也足以打印(yìn)数百甚至数千个微小物体(tǐ),原则上可行。
赞贝(bèi)利对结(jié)果非常满意(yì)。“很高兴我们实验室的一项技术(shù)进入了实际应用,这(zhè)项(xiàng)3D打印技术能够被(bèi)采用(yòng)和改进,这表明它(tā)真的很管(guǎn)用。”印(yìn)刷过程是电子行业最感兴趣的(de)。有了这种打印技术,制造(zào)商可(kě)以将计算机芯片连接在(zài)一起,或(huò)者精(jīng)确地修复微电子系统。