Голландские исследователи из Университета Твенте разработали новый метод 3D печати металлом, который позволяет лазерному аппарату расплавлять металлические структуры в микронных масштабах, капля за каплей, в том числе и из чистого золота.

Обычно металлические конструкции могут быть изготовлены с использованием литографии, литья, селективного лазерного спекания или плавления. Однако все это не подходит для печати металлов по шкале с размерностью менее 10 мкм, что было бы интересно для электроники. Новая техника, получившая название LIFT (laser-induced forward transfer), применяет ультракороткий лазерный импульс для расплавления крошечных кусочков металла. Из них образуется микрокапли, которые могут быть экструдированы в нужное место для отверждения. Благодаря этой разработке исследователи могут создавать медно-золотые изделия. Эти два металла имеют одинаковые точки плавления, а значит в этом случае медь действует как механическая опорная коробка, на которой может «осесть» золото.


Объемы металлической капли составляют всего лишь несколько фемтолитров (одна триллионная литра), а освещение металла производится с помощью ультракороткого импульса зеленого лазерного излучения. Точная генерация капель позволила тщательно сконструировать предметы высотой всего в десятки микрон и показала детали размером менее 10 мкм с минимальной шероховатостью поверхности (от 0,3 до 0,7 микрон). Качество тоже осталось на уровне: исследователи, согласно информации из журнала Additive Manufacturing (статья называется Printing of Complex Free-standing Microstructures via Laser-induced Forward Transfer (LIFT) of Pure Metal Films), не обнаружили признаков смешивания металлов.

Как только структура была завершена, разработчики использовали химическое травление в хлориде железа, чтобы полностью удалить медный каркас. Поступая таким образом, они оставляют отдельно стоящий спиральный композит из чистого золота.

LIFT является перспективным методом для печати из других металлов и их комбинаций. Технология может применяться в производстве электронных схем, микромеханических устройств и в биомедицинских приложениях.