Grazie ad una tecnica laser che espelle minuscole goccioline di metallo, ora è possibile stampare strutture metalliche 3D, non solo semplici "pile" di goccioline, ma complesse strutture a sbalzo, anche, come un'elica che misura appena micron di dimensione, fatto di oro puro. Utilizzando questa tecnica, sarà possibile stampare nuovi micro componenti 3-D per l'elettronica o la fotonica. Gli scienziati dell'Università di Twente pubblicano i loro nuovi risultati in Produzione di additivi rivista.

Facendo brillare un impulso laser ultracorto su una pellicola metallica sottile in un nanometro, una minuscola gocciolina di metallo si scioglie e viene espulsa verso il suo bersaglio, solidificando nuovamente dopo l'atterraggio. Tramite questa tecnica, chiamato trasferimento in avanti indotto dal laser (LIFT), i ricercatori UT sono stati in grado di costruire, goccia a goccia, una struttura con microgoccioline di rame e oro. Il rame funge da supporto meccanico per l'oro. Nella loro carta in Produzione di additivi , i ricercatori riferiscono di aver stampato un'elica di rame-oro. Una tale struttura potrebbe fungere contemporaneamente da molla meccanica o da induttore elettrico. Questa elica è stampata con del rame attorno ad essa, insieme all'elica, viene stampata una scatola di rame. In questo modo, le gocce successive non possono atterrare sull'avvolgimento precedente. Dopo aver costruito l'elica, goccia dopo goccia e strato dopo strato, la scatola di supporto in rame è asportata chimicamente. Ciò che rimane è un'elica d'oro puro, di dimensioni non superiori a poche decine di micron.

Nessuna miscelazione

Il volume delle goccioline di metallo è di pochi femtolitri:un femtolitro è 10 ^-15 litri. Per dare un'impressione, una goccia di femtolitro ha un diametro di poco più di un micrometro. Le goccioline vengono prodotte illuminando il metallo mediante un impulso ultracorto di luce laser verde. In questo modo, viene costruita la struttura in rame e oro. Una domanda cruciale per i ricercatori era se i due metalli si sarebbero mescolati alla loro interfaccia. Ciò avrebbe conseguenze sulla qualità del prodotto dopo l'incisione. La ricerca mostra che non c'è alcuna mescolanza. Il modo in cui una struttura è costruita, goccia a goccia, determina una rugosità superficiale, che è solo da 0,3 a 0,7 micron circa.

La tecnica LIFT è promettente per altri metalli e combinazioni di metalli, anche. I ricercatori si aspettano opportunità per i materiali utilizzati nei circuiti elettronici 3D, dispositivi micromeccanici, sensori e applicazioni biomediche. Si tratta quindi di una nuova potente tecnica di produzione su scala molto ridotta, e un passo importante verso la funzionalizzazione della stampa 3D.

L'articolo "Stampa di complesse microstrutture autoportanti tramite trasferimento in avanti indotto dal laser (LIFT) di film in metallo puro" sarà pubblicato nell'edizione cartacea di dicembre di Produzione di additivi ed è ora disponibile.