近日，來自荷蘭特溫特大學(xué)的科學(xué)家們在《Advanced Materials》雜志上發(fā)表了一篇題為《概述通過激光誘導(dǎo)向前轉(zhuǎn)移的純金屬3D打印（Toward 3D Printing of Pure metals by Laser-Induced Forward Transfer）》，該論文介紹了一種全新的金屬打印方法——激光誘導(dǎo)向前轉(zhuǎn)移（LIFT）技術(shù)，該技術(shù)無需金屬粉末，其功能原理與我們之前見過的各種金屬3D打印技術(shù)都不相同。

該項目的研究人員包括Claas Willem Visser、Ralph Pohl、Chao Sun、Gert-Willem Römer、Bert Huis in‘t Veld和Detlef Lohse，他們都來自荷蘭特溫特大學(xué)科學(xué)技術(shù)中心流體物理組。他們認識到，在大多數(shù)情況下，金屬打印一直被限制在具有較低熔點的材料上。到目前位置，利用現(xiàn)有技術(shù)，要3D打印像銅或黃金這樣的金屬，要么非常困難，要么極端昂貴。

LIFT技術(shù)是一種已有的技術(shù)，主要利用高能脈沖激光和附在在透明基片上的金屬膜。該激光脈沖被聚焦到金屬薄膜上使其液化。 當激光的熱量在與金屬膜接觸時，會使金屬迅速加熱和并發(fā)生相變。而這種相變則提供了必要的推力以快速推送已經(jīng)液化的金屬轉(zhuǎn)移沉積到一個接收基片或者下面的構(gòu)建平臺上。

使用這種工藝，研究人員能夠以銅和金為原材料逐層構(gòu)建出一個非常微小的塔。這個塔到底有多么??？據(jù)研究人員稱，這個塔有2毫米高，直徑僅為5微米。

研究人員在使用LIFT技術(shù)進行打印時，需要解決兩個主要的問題，為此他們總結(jié)道：

“使用LIFT技術(shù)的3D金屬打印一直局限于低寬高比的柱子，也許這是因為至少有兩個很具挑戰(zhàn)性的要求必須要同時滿足。首先，堆疊滴之間良好的附著力是必需的，但沉積的液滴通常固化成球形或圓環(huán)形狀。這不可避免地在逐滴堆疊時導(dǎo)致了孔隙率和每滴之間的接觸面有限；第二個要求是單滴的著陸位置被限制在先前沉積的滴液的沖擊區(qū)域。這是不容易達到的，因為3D打印一般需要比較大的供給-接收距離，但可以通過窄幅的能量密度獲得。”

研究人員能夠通過在工藝中使用高能激光來滿足第一個要求。據(jù)了解，在過去的研究中，使用低功率的激光往往會導(dǎo)致更小的液體，而且硬化之后更接近球形。而在這次的研究中，研究人員卻使用低能量激光器獲得了具有圓盤型的液滴，從而實現(xiàn)更好地層堆疊和粘合，并且相當于獲得了較低的孔隙率。

研究人員還能夠相當精確地控制每一層的沉積。不過科學(xué)家們在這方面仍然有很大的提升空間，因為有幾個液滴偏離了他們的預(yù)期目標。不過由于科學(xué)家們制造的目標是直徑僅為5微米的對象，這些誤差還是可以理解的。