苏黎世的(de)研究人员将米开朗基罗(luó)的大卫复制成(chéng)金属微缩模型,这项成就很好地(dì)显示出苏黎世(shì)理(lǐ)工大(dà)学(ETH)开发特殊3D打(dǎ)印(yìn)方法的潜(qián)力。米开朗(lǎng)基罗(luó)的大卫——几乎每个孩子(zǐ)都能认出这座世界著名雕(diāo)像(xiàng)。不(bú)同的是(shì),这个(gè)大卫连(lián)同(tóng)底座只有1毫米高,而且,它是由纯铜而非(fēi)大(dà)理石制成(chéng)的。雕像由来自Exaddon(ETH分(fèn)离出(chū)的(de)公司)的乔治·埃(āi)尔科拉诺(Giorgio Ercolano)和(hé)ETH教(jiāo)授托马(mǎ)斯·赞贝(bèi)利(Tomaso Zambeli)领(lǐng)导(dǎo)的团队(生物传感(gǎn)器和生物电子实验室)共同使(shǐ)用3D打(dǎ)印创(chuàng)建。赞贝利和(hé)他的团队几(jǐ)年前开发(fā)了3D技术(shù)。科学家可以(yǐ)用(yòng)它来制造纳米和微米(mǐ)尺(chǐ)度(dù)的金属(shǔ)结构。
该过程的核心部件是耦合到(dào)悬臂上(shàng)的微吸管,这能够(gòu)有(yǒu)效控制接触力(lì)。有了这(zhè)个组件,研究人员可以高(gāo)精度地一层层地建造微小的金属结构。Exaddon采用了这种微型金属印刷方(fāng)法,并特别(bié)在(zài)速(sù)度(dù)上(shàng)对其(qí)进(jìn)行了改进。
1打印(yìn)复杂的几(jǐ)何图(tú)形
此前,研究人员(yuán)大多创建(jiàn)的(de)是微小的柱子或线圈(quān)。“然而(ér),这个过程有助(zhù)于我们打(dǎ)印各种复杂程度的结构(gòu)或几何图形”埃尔科拉诺说。这座雕塑是一气呵成的,没有支架(jià)或模板,也不需(xū)要任(rèn)何烧(shāo)制(zhì)或回(huí)火。埃尔科拉诺和同事在《Micromachines》杂志上发表了他们的(de)研究成果。此外,大卫雕塑的数据可以在互联(lián)网上(shàng)免费获(huò)得。
不能再小了!这(zhè)是0.1毫(háo)米的(de)大卫雕像
2 更小(xiǎo)的尺寸受解(jiě)决方案限(xiàn)定(dìng)
埃尔科拉诺给(gěi)大卫打印了两种尺寸:一种是1毫米高的雕塑,另一种是(shì)小(xiǎo)十倍的雕塑。他说:“小(xiǎo)版只有大版的底(dǐ)座那么高。”但是,对于(yú)如此小的结构,目(mù)前(qián)的解决方案有一(yī)定限(xiàn)定。印刷的金属(shǔ)微型对象通(tōng)常从1微米(?m)开始,对于更复杂的对(duì)象,大小从100?m到1 mm不等(děng)。就(jiù)时间而(ér)言,该设备需要30个小时才能创造出(chū)大版的大卫(wèi),而小版本(běn)只需要20分(fèn)钟。理论上,该系统可以打印最大尺(chǐ)寸为(wéi)5毫米的物体,但它也足以(yǐ)打印(yìn)数(shù)百甚至数千(qiān)个微小物体,原则上可行。
赞(zàn)贝(bèi)利对结果非常满意(yì)。“很高兴我们实验室(shì)的一项(xiàng)技术进入了实际应用,这项3D打印技术能(néng)够(gòu)被采用和改进,这表明它真的很管(guǎn)用。”印刷过程是电子行业最感兴趣的。有(yǒu)了这种打(dǎ)印技术,制造商可(kě)以将(jiāng)计算机芯片连接在一(yī)起,或者精(jīng)确地修复微电子系统。