FREEDEE BLOG / 2023. november 3., péntek

Fémnyomtatás nanoszinten

Még a legnagyobb szerkezetek 3D nyomtatásánál is fontos a legkisebb részletek vagy hibák megértése. Ez lehet a különbség siker és elhibázott próbálkozás között.

A Kaliforniai Technológiai Intézet, a Caltech kutatói igyekeznek tényleg jobban megérteni nyomatok teljesítményét nanoszinten. Vizsgálódásaik új fémnyomtató technikához vezettek, amellyel hasonló méretben sokkal erősebb nyomatok készíthetők. Ezek a tárgyak szabad szemmel láthatatlanok.

Korábbi kísérletekből kiindulva néhány papírlap vastagságú, mikroméretű fémtárgyak nyomtatásához találtak ki új technikát, majd a mikro-mérettartományt nano-mérettartományra csökkentették.

A korábbi ezredrészére zsugorított részekkel nem várt dolog történt: minél kisebb a print, annál rendezetlenebbnek tűntek az anyagok az atomi skálán. Normális méretben a rendezetlenség a minőség rovására ment volna, törések és hasonló jelenségek történhettek volna.

Nanoszinten viszont az jelentette a rendellenességet, hogy a nyomatok háromszor-ötször erősebbek lettek, mintha jobban elrendezett atomokkal dolgoztak volna.

A bonyolult folyamatból hidrogél-keveréket, nagymennyiségű víz elnyelésére képes, majd lézerrel formálható polimert használtak. Lézer hatására a fényérzékeny anyag az óhajtott formákká szilárdul.

A megkeményedést követően nikkel-alapú fémionokat használtak folyékony oldatok közvetítésével. A fémet a hidrogél elnyelte, a hőhatás miatt a hidrogél azonban elégett, és végül csak a fém maradt. Utolsó lépésben az összes oxigént eltávolítják vagy átalakítják a fémszerkezeten belül. Meglepő módon, az anyag még ezzel is erősebbé válik.

Furcsa, hogy a nagyobb léptékben kifejezetten kellemetlen és zavaró, az anyagok teljesítményét csökkentő hibák – amelyek eltüntetéséért minden tőlünk telhetőt megteszünk – ebben a mérettartományban erősítik, masszívabbá alakítják az anyagot.

Hatékonyan működő nanoléptékű szerkezetek a végeredmény, tartósságuk a gyártás új távlatait ígérik.

Tovább az eredeti oldalra!