Schweizer Forscher der ETH Zürich haben nun ein neues 3D-Druckverfahren entwickelt, mit dem mikrometergroße Objekte aus mehreren Metallen mit hoher räumlicher Auflösung mit einem 3D-Drucker hergestellt werden können.

Anzeige

Der 3D-Druck ist zu einem immer wichtigeren Produktionsverfahren geworden. Schweizer Forscher der ETH Zürich haben nun ein neues 3D-Druckverfahren entwickelt, mit dem mikrometergroße Objekte aus mehreren Metallen mit hoher räumlicher Auflösung mit einem 3D-Drucker hergestellt werden können.

Die neue „Electrohydrodynamic redox printing technique (EHD-RP)“ lagert direkt elektrisch geladene Metallionen ab, um die chemische Architektur von 3D-Druckstrukturen im Submikrometerbereich zu steuern, heißt es in dem Forschungspapier „Multi-metal electrohydrodynamic redox 3D printing at the submicron scale„.

Ralph Spolenak, Professor am Labor für Nanometallurgie der Materialwissenschaftlichen Fakultät, leitete die Entwicklung von EHD-RP, um den 3D-Metalldruck im mikroskopischen Maßstab voranzutreiben. Dies könnte nach Ansicht der Forscher zur Herstellung von extrem dünnen Verbindungsdrähten für Halbleiter führen.

Im Gegensatz dazu beinhaltet der Flüssigmetall-3D-Druck das Auflösen von Nanopartikeltinten für die Mikrofertigung. Das Team suchte nach einer direkteren Methode, bei der die Metalle nicht als Nanopartikel abgeschieden, sondern durch elektrisch geladene Metallionentröpfchen transportiert werden.

Details zum Verfahren

Multi-metal electrohydrodynamic redox 3D printing at the submicron scale
Das Bild zeigt die geometrische Leistung und aufgedruckte Mikrostruktur im Rahmen des Verfahrens „Multi-metal electrohydrodynamic redox 3D printing at the submicron scale“ (Bild ).

Die Ionen werden mit einer elektrischen Spannung zu einer Opferanode (einem hochaktiven Metall) in einer Druckdüse erzeugt. Anschließend werden die Ionen durch elektrische Kräfte in einem Lösungsmittel auf eine Druckoberfläche gesprüht und verlieren ihre elektrische Ladung. Mit EHD-RP können Metalle schnell so aufgebaut werden, dass sie sowohl dicht als auch dünn sind.

Herkömmliche Verfahren dieser Art sind tintenbasiert, d.h. das gewünschte Metall wird als Nanopartikel in einer Suspension gelöst und über eine Druckdüse an eine Oberfläche abgegeben. Ein Vorteil solcher Farben ist, dass sie mit einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden können, aber auch erhebliche Nachteile haben.

Um dieses Problem zu lösen, wählten die Forscher der ETH Zürich den direkten Weg: Die Metalle werden nicht mehr als Nanopartikel abgeschieden, sondern in Form von elektrisch geladenen Metallionen transportiert. Diese Ionen werden durch Anlegen einer elektrischen Spannung an eine „Opferanode“ erzeugt, die aus dem gewünschten Metall in der Druckdüse besteht. Die Ionen werden dann durch elektrische Kräfte in einem Lösungsmittel auf die Druckoberfläche gesprüht, wo sie ihre elektrische Ladung verlieren und sich als Metall wieder zusammensetzen.

Für die Zukunft plant das Team der ETH Zürich, das Spektrum der in EHD-RP verwendeten Metalle um magnetische Materialien zu erweitern. Dies wird auf die Herstellung von Photosensoren, 3D gedruckten integrierten Schaltungen und mechanischen Metamaterialien ausgerichtet sein. Derzeit wurden Kupfer, Silber und Gold getestet.

Anzeige

TOP 10 verkaufte 3D-Drucker der 07. Kalenderwoche 2020

Platzierung3D-DruckerAktionspreisAktion / GutscheinZum AngebotInfos zum GerätGültigkeit
1Artillery Sidewinder-X1354,20 €

U3D1484F125EB001

kaufenProduktvorstellung lesen01.03.2020
2Alfawise U30 Pro202,39 €

GBU30PRO

kaufenTestbericht lesen29.02.2020
3Artillery GENIUS266,80 €

E3D14987C00F4001

kaufen30.11.2020
4ANYCUBIC I3 Mega152,62 €Flash SalekaufenTestbericht lesen01.03.2020
5Alfawise U30151,70 €

GBEUWU30

kaufenTestbericht lesen29.02.2020
6Alfawise U20 ONE266,79 €

GBU20ONE

kaufen29.02.2020
7TWO TREES Sapphire S Pro270,90 €Flash SalekaufenProduktvorstellung lesen01.03.2020
8Flying Bear Ghost 4S265,18 €Flash Salekaufen01.03.2020
9Ortur 4 V2297,99 €

E3DF7DBDFB4F4001

kaufenProduktvorstellung lesen29.02.2020
10ELEGOO Mars253,00 €Flash Salekaufen01.03.2020

Gutschein-Code funktioniert nicht? Hier melden | Alle 3D-Drucker-Gutscheine | 3D-Drucker kaufen


Newsletter – 3D-Drucker-News per E-Mail:

Zur Anmeldung und Anmeldeinformationen