研究人员在 洛桑联邦理工学院 (EPFL) 提出了一种新颖的 3D 打印工艺，能够生产致密且稳定的金属和陶瓷结构。该方法基于水基水凝胶，金属和陶瓷可以在水凝胶中直接“生长”。根据一份报告 先进材料，该技术为能源、传感器和医疗技术的应用开辟了新的前景。
该工艺利用所谓的“还原光聚合”原理，即使用激光或紫外线逐层固化感光材料。与仅限于光反应聚合物的传统方法相比，EPFL 方法首次将 3D 打印过程与材料选择分开。首先，创建稳定的水凝胶支架，然后注入金属盐。它们被化学转化为均匀渗透凝胶的含金属纳米颗粒。经过几次这样的生长循环后，水凝胶被热去除，留下所需形状的致密金属或陶瓷体。
ALCHEMY 实验室负责人 Daryl Yee 表示：“我们的工作不仅能够通过易于使用、低成本的 3D 打印工艺制造高质量的金属和陶瓷；它还凸显了增材制造的新范例，其中材料选择发生在 3D 打印之后，而不是之前。”
Yee 表示：“我们的工作凸显了增材制造的新范例，其中材料选择发生在 3D 打印之后，而不是之前。”
研究人员在由铁、银和铜制成的复杂晶格结构（称为陀螺仪）上测试了该方法。这种几何形状与需要低重量高稳定性的应用相关，例如催化剂、热交换器或生物医学植入物。
“与以前的方法生产的材料相比，我们的材料可以承受 20 倍以上的压力，而收缩率仅为 20%，而收缩率为 60-90%，”博士生兼第一作者 Yiming Ji 说道。
“我们已经在努力通过使用机器人来自动化这些步骤来缩短总处理时间，”Yee 说。
未来，该团队的目标是提高处理速度，包括通过输注周期的自动化。这可能使该方法对于增材制造的工业应用具有吸引力。
