蘇黎世的研究人員將米開朗基羅的大衛(wèi)復制成金屬微縮模型,這項成就很好地顯示出蘇黎世理工大學(ETH)開發(fā)特殊3D打印方法的潛力。米開朗基羅的大衛(wèi)——幾乎每個孩子都能認出這座世界著名雕像。不同的是,這個大衛(wèi)連同底座只有1毫米高,而且,它是由純銅而非大理石制成的。雕像由來自Exaddon(ETH分離出的公司)的喬治·埃爾科拉諾(Giorgio Ercolano)和ETH教授托馬斯·贊貝利(Tomaso Zambeli)領(lǐng)導的團隊(生物傳感器和生物電子實驗室)共同使用3D打印創(chuàng)建。贊貝利和他的團隊幾年前開發(fā)了3D技術(shù)??茖W家可以用它來制造納米和微米尺度的金屬結(jié)構(gòu)。
該過程的核心部件是耦合到懸臂上的微吸管,這能夠有效控制接觸力。有了這個組件,研究人員可以高精度地一層層地建造微小的金屬結(jié)構(gòu)。Exaddon采用了這種微型金屬印刷方法,并特別在速度上對其進行了改進。
1打印復雜的幾何圖形
此前,研究人員大多創(chuàng)建的是微小的柱子或線圈。“然而,這個過程有助于我們打印各種復雜程度的結(jié)構(gòu)或幾何圖形”埃爾科拉諾說。這座雕塑是一氣呵成的,沒有支架或模板,也不需要任何燒制或回火。埃爾科拉諾和同事在《Micromachines》雜志上發(fā)表了他們的研究成果。此外,大衛(wèi)雕塑的數(shù)據(jù)可以在互聯(lián)網(wǎng)上免費獲得。
不能再小了!這是0.1毫米的大衛(wèi)雕像
2 更小的尺寸受解決方案限定
埃爾科拉諾給大衛(wèi)打印了兩種尺寸:一種是1毫米高的雕塑,另一種是小十倍的雕塑。他說:“小版只有大版的底座那么高。”但是,對于如此小的結(jié)構(gòu),目前的解決方案有一定限定。印刷的金屬微型對象通常從1微米(?m)開始,對于更復雜的對象,大小從100?m到1 mm不等。就時間而言,該設(shè)備需要30個小時才能創(chuàng)造出大版的大衛(wèi),而小版本只需要20分鐘。理論上,該系統(tǒng)可以打印最大尺寸為5毫米的物體,但它也足以打印數(shù)百甚至數(shù)千個微小物體,原則上可行。
贊貝利對結(jié)果非常滿意?!昂芨吲d我們實驗室的一項技術(shù)進入了實際應(yīng)用,這項3D打印技術(shù)能夠被采用和改進,這表明它真的很管用?!庇∷⑦^程是電子行業(yè)最感興趣的。有了這種打印技術(shù),制造商可以將計算機芯片連接在一起,或者精確地修復微電子系統(tǒng)。