3D nyomtatáshoz különféle – egyre szélesebb körű – anyagokat használnak: műanyagot, gyantát, fémeket, kerámiákat és így tovább. A legnehezebb és a legtöbb kihívást a fémek jelentik. Nyomtatásuk általában közvetlen lézer-szinterezéssel történik: a lézersugár egymásra rakódó, 20-40 mikronnyi rétegekre olvasztja a fémport.
Az Észak-Karolinai Állami Egyetem három kutatója komoly potenciállal rendelkező újítással állt elő: olyan technológiákat dolgoztak ki, amelyekkel folyékony fémből szobahőmérsékleten hozhatók létre álló háromdimenziós mikroszerkezetek.
„Folyékony anyagokból azért nehéz szerkezeteket készíteni, mert gyöngyöződnek. Szerencsére rájöttünk, hogy a gallium és az indium egyik fémötvözete szobahőmérsékleten is reagál a levegőben lévő oxigénre, és folyékony fémszerkezetek formájának megőrzését biztosító, egyfajta bőrt képez” – nyilatkozták a kutatók.
A gallium és az indium elegyére, a 75 százalék galliumot, 25 százalék indiumot tartalmazó EGaIn eutektikumra fókuszálnak, de véleményük szerint bármely gallium-vegyület megfelel a célnak. Az eutektikumok lényege, hogy létezik egy vagy több olyan összetételük, amelyek a tiszta komponensek olvadáspontjánál alacsonyabb hőmérsékleten olvadnak meg. Az EGaIn szobahőmérsékleten folyékony, fémvezető. Levegő hatására a fém galliumoxidból álló, 1 nanométer széles – közömbösítő hatású – „bőrt” képez.
Az egyik eljárással úgy halmoznak egymásra folyékony fémcseppecskéket, mint például narancsokat az áruházakban. A cseppecskék formájukat megőrizve tapadnak egymáshoz, majd egyetlen nagyobb cseppé állnak össze.
Egy másik módszer lényege: a folyékony fémet azért fecskendezik polimer-sablonba, hogy a sablon feloldódását követően speciális fémformák képződjenek.
A kutatók formájukat a talajra merőlegesen is megőrző folyékony fémhuzalok készítésére is kitaláltak technikákat.
A későbbiekben – a technológia továbbfejlesztése mellett – különféle elektronikai alkalmazásokban történő hasznosítására akarnak (a 3D nyomtatást is integráló módszereket) kidolgozni.
