麻省理工學(xué)院研究人員研發(fā)了一種新的3D打印材料,材料由金屬、半導體材料、絕緣材料精確排列組成,打印機為熔融沉積成型(FDM)3D打印設備。
研究團隊在Nature 雜志子刊Nature Communication 中發(fā)表了題為“Structured multimaterial filaments for 3D printing of optoelectronics”的研究論文。
用于光電子部件制造的多材料長(cháng)絲與3D打印工藝。來(lái)源:Nature Communications
在這項研究中,研究團隊使用了配備特殊噴嘴的普通3D打印機與特殊的3D打印絲材。這種3D打印長(cháng)絲由金屬、半導體材料、絕緣體材料以復雜的微結構排列在一起,外部被聚合物粘結劑所包圍。
多材料3D打印的飛機模型機翼。來(lái)源:MIT News
在打印過(guò)程中,長(cháng)絲材料在以較低的溫度通過(guò)噴嘴,外層的材料被熔化,但內部材料仍然堅固,從而保證制造出的電子設備功能不受到影響,而表面熔化的材料足以牢固的粘附至相鄰的材料上,從而形成3D結構。
3D打印機翼
頂部和底部有光發(fā)射器,機翼大部分有光探測器
來(lái)源:Nature Communications
在研究過(guò)程中,團隊通過(guò)該線(xiàn)材打印了一個(gè)飛機模型的機翼,所用絲材包含了用于制造發(fā)光和光檢測電子設備的材料
研究團隊在飛機模型機翼的3D打印中使用了八種不同的材料。根據MIT(麻省理工學(xué)院) , 原則上材料種類(lèi)還可以更多,在這項研究工作之前,由于不同材料所需要的打印工藝和硬件均有區別,通過(guò)單一3D打印機同時(shí)進(jìn)行金屬材料、半導體材料和絕緣材料三種不同材料的制造是非常具有挑戰性的。
根據MIT , 以上3D打印材料和工藝將可以用于制造具有不同電子功能的零部件、產(chǎn)品,其中一個(gè)應用方向是醫療器械制造。