佛吉尼亞大學(xué)研發(fā)膠體噴射3D打印機(jī)可制造復(fù)雜銅部件

銅是一種用途廣泛的金屬材料，它在機(jī)械制造、電子工業(yè)以及運(yùn)輸設(shè)備等許多方面都扮演著重要的角色。使用傳統(tǒng)方法來(lái)制造加工銅不僅成本高昂，會(huì)浪費(fèi)材料，而且難度很大。不過(guò)得益于弗吉尼亞理工學(xué)院（VT）最新的研究項(xiàng)目，這種情況也許很快就會(huì)得到改變。

據(jù)中國(guó)3D打印專業(yè)媒體平臺(tái)南極熊了解，VT這項(xiàng)最新的研究是一款開(kāi)發(fā)中的銅材料3D打印機(jī)，該項(xiàng)目是由機(jī)械工程系的副教授Christopher Willams博士帶領(lǐng)的。盡管金屬3D打印機(jī)已經(jīng)很常見(jiàn)了，許多公司也已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了多款較成熟的金屬3D打印機(jī)，不過(guò)Willams博士團(tuán)隊(duì)正在研制的這款機(jī)器還是稍有不同：它使用的金屬材料 — 銅，是一種非常不容易加工的材料。

“我們正在開(kāi)發(fā)的工藝叫做粘結(jié)劑噴射。具體來(lái)說(shuō)就是通過(guò)墨水噴頭選擇性地將粘合劑噴射到銅金屬的粉床上，一次一層。當(dāng)整個(gè)物體以這種方式打印完成，我們會(huì)將它放到熔爐中進(jìn)行燒結(jié)和融合，最終得到真正的金屬部件。”

盡管這種工藝能夠量產(chǎn)多種銅質(zhì)部件，不過(guò)它還是存在一些需要解決的問(wèn)題。其中最大的問(wèn)題是，這些部件是以先打印后燒結(jié)的方式形成的，這會(huì)造成銅粉顆粒間有極小的空氣殘留。所以，以這種工藝制造的零件比通過(guò)傳統(tǒng)方式制造的零件要更加脆弱。不過(guò)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)也不是沒(méi)有對(duì)策。他們目前正在測(cè)試一種假設(shè)，即通過(guò)使用納米懸浮劑的粘合劑來(lái)填滿銅粉顆粒間的空隙的方式來(lái)提高打印部件的密度和加強(qiáng)燒結(jié)過(guò)程中相鄰粉末顆粒間的結(jié)合力。

微觀尺度下的銅粉顆粒及間隙中的空氣

實(shí)際上，團(tuán)隊(duì)正在計(jì)劃向噴射膠中添加納米粒子，希望能夠以此填補(bǔ)上燒結(jié)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的空隙。

“我們希望這可以改善銅的燒結(jié)效果，最終部件的機(jī)械性能以及它的導(dǎo)電能力，”Williams博士解釋說(shuō)，“我們希望分享這些成果，讓工程師可設(shè)計(jì)師能夠以更輕松的方式為能源、熱能和結(jié)構(gòu)方面的應(yīng)用設(shè)計(jì)出任意復(fù)雜的銅部件。”

via 3dprint

以后應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越多