Gracias a una técnica láser que expulsa gotitas de metal ultrapequeñas, ahora es posible imprimir estructuras metálicas en 3-D, no solo simples 'montones' de gotas, pero complejas estructuras colgantes, así como, como una hélice que mide solo micrones de tamaño, hecho de oro puro. Usando esta técnica, será posible imprimir nuevos microcomponentes 3D para electrónica o fotónica. Los científicos de la Universidad de Twente publican sus nuevos resultados en Fabricación aditiva diario.

Al hacer brillar un pulso láser ultracorto sobre una película metálica de un nanómetro de espesor, una pequeña gota de metal se derrite y es expulsada a su objetivo, solidificando de nuevo después del aterrizaje. A través de esta técnica, llamada transferencia directa inducida por láser (LIFT), los investigadores de UT pudieron construir, gota a gota, una estructura con microgotas de cobre y oro. El cobre actúa como soporte mecánico del oro. En su papel en Fabricación aditiva , los investigadores informan de la impresión de una hélice de cobre y oro. Tal estructura podría actuar como un resorte mecánico o un inductor eléctrico al mismo tiempo. Esta hélice está impresa con cobre a su alrededor, junto con la hélice, se imprime una caja de cobre. De este modo, se evita que las gotas posteriores caigan en el devanado anterior. Después de construir la hélice, gota a gota y capa a capa, la caja de soporte de cobre se elimina químicamente. Lo que queda es una hélice de oro puro, no más de unas pocas decenas de micrones de tamaño.

Sin mezclar

El volumen de las gotitas de metal es de unos pocos femtolitros; un femtolitro es 10 ^-15 litros. Para dar una impresión una gota de femtolitro tiene un diámetro de poco más de un micrómetro. Las gotas se obtienen encendiendo el metal con un pulso ultracorto de luz láser verde. De este modo, Se construye la estructura de cobre y oro. Una pregunta crucial para los investigadores fue si los dos metales se mezclarían en su interfaz. Esto tendría consecuencias para la calidad del producto después del grabado. La investigación muestra que no hay ninguna mezcla. La forma en que se construye una estructura, gota a gota, da como resultado una rugosidad superficial, que es sólo de 0,3 a 0,7 micrones.

La técnica LIFT es prometedora para otros metales y combinaciones de metales, así como. Los investigadores esperan oportunidades para los materiales utilizados en circuitos electrónicos 3-D, dispositivos micromecánicos, sensores y aplicaciones biomédicas. Por lo tanto, es una nueva y poderosa técnica de producción a muy pequeña escala, y un paso importante hacia la funcionalización de la impresión 3D.

El artículo "Impresión de microestructuras independientes complejas mediante transferencia directa inducida por láser (LIFT) de películas de metal puro" se publicará en la edición impresa de diciembre de Fabricación aditiva y ya está disponible.