A holland Twente Egyetem kutatói új 3D fémnyomtató-technikát dolgoztak ki. Az eljárás lehetővé teszi, hogy egy lézerkészülék néhány mikronléptékben, cseppről cseppre printeljen fémszerkezeteket, köztük tiszta aranyat is.

Fémszerkezeteket általában litográfiai módszerekkel, öntéssel, szelektív lézeres szinterezéssel és olvasztással készítenek. Az új módszer tovább bővíti a lehetőségeket, mert az eddigi megoldások 10 mikronnál kisebb léptékű fémnyomtatásra nem ajánlottak. Ez pedig azt jelenti, hogy a Twente Egyetem technológiája elektronikus szerkezetek előállítására is alkalmas.

A hevenyészetten „lézerrel indukált előre átvitel”-nek fordítható laser-induced forward transfer (LIFT) nanovékonyságú filmről ultrarövid lézerimpulzusokkal olvaszt meg fémdarabokat. Az olvadt fémből mikrocseppecskék formálódnak, amelyek a céltárgyra kilövellve meg is szilárdulnak.

Cseppről cseppre haladva, a kutatók réz- és arany-mikrocseppekből építettek spirálszerű szerkezetet. A két fém olvadási pontja hasonló, és ebben az esetben a réz töltötte be a mechanikus segédanyag szerepét, azaz az aranyszerkezet rajta formálódott.

A fémcseppek nem haladták meg a liter egy-trilliomod részét jelentő néhány femtolitert.

A cseppecskék a fém zöld lézerfény ultrarövid impulzusaival történő megvilágításával keletkeznek. Pontos előállításuk tette lehetővé a pártíz-mikron magas, részleteiben 10 mikronnál kisebb szerkezet gondos felépítését.

A maratás utáni termékminőséget meghatározó legfontosabb kérdést a két fém összekeveredése jelentette. A kutatók – szerencsére – a keveredés semmiféle jelét nem tapasztalták. Mihelyst elkészültek a szerkezettel, eltávolították róla a rezet, és csak a színtiszta aranyspirál maradt meg.

Komplex 3D eszközök nyomtatása szempontjából nagyon fontos, hogy teljesen szabadon álló és kiugró szerkezetek is előállíthatók. A kutatás egyik komoly eredménye, hogy a LIFT és a vegyi maratás összekombinálásával kisméretben is készíthetők ilyen tárgyak.

A technika más fémek, fémkombinációk számára szintén ígéretes. Alkalmazása 3D elektromos áramkörök, mikromechanikus és érzékelő, például biomedikális eszközök fejlesztésénél várható. Összességében a 3D nyomtatás a nagyon kicsi mérettartományban gazdagodott újabb gyártótechnikával.