3D-печать начала распространятся все шире — что только не было напечатано, начиная от лонгетов для комфортного заживления костей и заканчивая протезом конечности для искалеченной утки. Но сейчас речь пойдет об технике 3D-печати, разработанной исследователями из Университета штата Северная Каролина (NCSU), которая позволяет при комнатной температуре создавать разнообразные стабильные структуры из жидкого металла.
В то время, как 3D-печать пластиковых объектов стала почти повседневным явлением, создание пространственных структур из металла — до сих пор редкость. В NASA продемонстрировали технологию, использующую «селективное лазерное плавление» для производства сложных металлических деталей, таких как компоненты ракетного двигателя, но этот метод требует задействования лазера с высокой энергией излучения.
Доктор Майкл Дики, доцент химических и биомолекулярных технологий в NCSU, поясняет, что из жидкого материала трудно создать устойчивую структуру, поскольку имеет место тенденция к растеканию и сливанию мелких капель в более крупные. «Мы обнаружили, что жидкий сплав таких металлов, как галлий и индий, вступает в реакцию с кислородом, содержащимся в воздухе, благодаря чему на поверхности объекта формируется своеобразная «корка», препятствующая растеканию и потере формы».
Ученые доказали, что тонкая (толщиной приблизительно 1 нм) защитная оксидная пленка быстро формируется на поверхности жидкого металла и стабилизирует его микроструктуру, несмотря на низкую вязкость и высокую поверхностную энергию жидкого сплава.
«Напечатанный объект не развалится на части под тяжестью собственного веса, но если, например, достаточно энергично потрясти его, то он сломается», — говорит д-р Дики.
Одна из технологий печати таких металлических структур подразумевает укладывание капель металла одна на другую — по словам исследователей, «как апельсины на полках супермаркета». Таким образом, присоединившись друг к другу, капли сохраняют форму.
Еще один метод заключается во введении жидкого металла в полую заготовку из полимерных материалов, форму которого и примет металл. После застывания металла шаблон растворяют.
Сейчас исследователи изучают, возможности использования новых технологий 3D-печати в комбинации с существующими и их внедрения в производство электроники.
