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液滴在無(wú)水乙醇冷卻流體中的沉積過(guò)程(A→F)

　　最近的一項(xiàng)研究提出了一種液相3D金屬打印方法，這個(gè)方法是對(duì)當(dāng)今3D打印技術(shù)的觀念性革新，具有重要的研究?jī)r(jià)值。

　　這篇名為“采用低熔點(diǎn)合金墨水快速制備導(dǎo)電金屬器件的液相3D打印方法”的研究論文發(fā)表于《中國(guó)科學(xué)：技術(shù)科學(xué)》英文版2014年第57卷第9期，通過(guò)與傳統(tǒng)打印方法進(jìn)行比較說(shuō)明了液相3D金屬打印方法的優(yōu)勢(shì)，由中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所劉靜教授擔(dān)任通訊作者撰寫(xiě)。

　　近年來(lái)，低熔點(diǎn)合金在芯片冷卻、熱界面材料、微流道等方面得到了越來(lái)越多研究者的關(guān)注，這種材料在直接書(shū)寫(xiě)電子和 3D打印技術(shù)上具有顯著的研究?jī)r(jià)值。當(dāng)前的金屬3D打印技術(shù)主要是采用激光對(duì)金屬粉末進(jìn)行燒結(jié)成型的辦法，一般采用空氣冷卻的方式，降溫凝固速度較慢，打印成本較高。

　　該研究的創(chuàng)新之處在于在打印過(guò)程中首次引入了液相環(huán)境冷卻的手段，如在水、酒精或其他溶液中進(jìn)行金屬成型，同時(shí)還提出了新一代金屬打印墨水。

　　液滴的沉積過(guò)程是液相打印方法的核心問(wèn)題，沉積過(guò)程如圖1所示。當(dāng)液滴下落到基底上已成型的細(xì)柱上時(shí)，液滴的熱量傳遞到細(xì)柱頂端，頂端熔化并與液滴融為一體，熔融的金屬在周?chē)后w環(huán)境中迅速冷卻成為固體，成型的細(xì)柱隨之“增高”。

　　與傳統(tǒng)3D打印中的空氣冷卻方法相比，液相冷卻具有降溫成型速度快，且能減少或避免空氣氧化等優(yōu)點(diǎn)。液相打印方法突破了傳統(tǒng)3D打印技術(shù)的范疇，也引申出了諸如材料篩選及控制等重要課題。

　　研究得到了中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)基金研究項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào): KGZD-EW-T04-4)資助。