確認(rèn)過眼神……當(dāng)3D打印遇見納米三氧化鎢粉末，會否“一見傾心”？啊哦，這只是個小插曲。話說，3D打印技術(shù)的出現(xiàn)可以追溯到幾十年前。在小編剛接觸到“3D打印”之初，第一個想法就是：??！以后應(yīng)該啥都能“打印”出來吧！Emmm，然后吧，物價也可以順便降降。然而，目前，這只能是想象。且不說別的，就說說納米三氧化鎢粉末。
目前，3D打印技術(shù)的難點之一就是使用難熔金屬進(jìn)行打印，特別是像鎢、鉻、錸這類熔點很高的金屬，更別提納米級粉末顆粒了。嗯，這意味著將3D打印技術(shù)用于納米三氧化鎢粉末相關(guān)也是頗具難度。多年來，各國的科學(xué)家們致力于研究可以實現(xiàn)即有成本效益，又能達(dá)到理想性能要求的新工藝。
那么，3D打印技術(shù)是啥？3D打印技術(shù)也稱為增材制造，采用這種技術(shù)制造金屬器件與我們目前所用的粉末治金工藝有些類似，都是以金屬粉末為基礎(chǔ)構(gòu)筑成件，如陶瓷粉末、金屬粉末。所不同的是材料粉末不是通過燒結(jié)連接起來的，而是通過噴頭，用特殊的粘接劑將零件的截面“印刷”在材料粉末上面而成形的。
近期有外國科學(xué)家開發(fā)了一種新技術(shù)，一種可以使用3D打印技術(shù)創(chuàng)建復(fù)雜的納米級金屬結(jié)構(gòu)。這種技術(shù)將可以用于各種各樣的應(yīng)用中，例如在微小的計算機(jī)芯片上創(chuàng)建3D邏輯電路，又例如制造工程超輕型飛機(jī)組件，這種工藝能創(chuàng)建具有不同特性的各類新型納米材料。
在3D打印中，物體是逐層構(gòu)建的，從而允許創(chuàng)建不需要通過諸如蝕刻或銑削的常規(guī)減成方法來制造產(chǎn)品。美國加州理工學(xué)院材料科學(xué)家在3D打印機(jī)組（增材制造機(jī)）中設(shè)計了一種超薄的三維架構(gòu)，這種三維架構(gòu)其光束僅為納米級，太小而不能用肉眼看到新型3-D組打印出各種材料的結(jié)構(gòu)，從陶瓷到有機(jī)化合物。此外，科學(xué)家也在全力攻關(guān)以突破3D打印像鎢和鈦這樣的難熔金屬，尤其是當(dāng)試圖制造尺寸小于約50微米或約為頭發(fā)寬度一半的微細(xì)粉末。
科學(xué)家將鎳和有機(jī)分子粘合在一起，形成一種看起來很像咳嗽糖漿的液體。他們使用計算機(jī)軟件設(shè)計了一個結(jié)構(gòu)，然后通過用雙光子激光器來切換液體來構(gòu)建它。激光在有機(jī)分子之間產(chǎn)生更強(qiáng)的化學(xué)鍵，將其硬化為結(jié)構(gòu)的構(gòu)建塊。由于這些分子也與鎳原子結(jié)合，所以鎳會結(jié)合到結(jié)構(gòu)中。通過這種方式，該團(tuán)隊能夠打印出三維結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)最初是金屬離子和非金屬有機(jī)分子的混合物。然后，把結(jié)構(gòu)放入一個烤箱，在真空室中將其緩慢加熱到1000℃。該溫度遠(yuǎn)低于鎳的熔點（1455℃），但足夠熱以蒸發(fā)結(jié)構(gòu)中的有機(jī)材料，僅留下金屬。被稱為熱解的加熱過程也將金屬顆粒熔合在一起。此外，由于該工藝蒸發(fā)了大量的結(jié)構(gòu)材料，其尺寸縮小了80%，但仍保持其形狀和比例。最終的縮水是能夠讓結(jié)構(gòu)變得如此之小的重要原因。在這種建造的納米結(jié)構(gòu)中，印刷部分的金屬梁直徑大約是縫紉針尖端尺寸的1/1000。
科學(xué)家們?nèi)栽诓恍概σ猿掷m(xù)精進(jìn)他們在3D打印領(lǐng)域的技術(shù)。雖然他們剛從金屬鎳開始“打印”，但他們顯示出極大的興趣，對于將“打印”這件事兒擴(kuò)展到工業(yè)中常用的其他金屬，如鎢和鈦。當(dāng)然，科學(xué)家們的激情可不僅限于此，他們也希望使用3D打印技術(shù)來打印其他材料，包括陶瓷、半導(dǎo)體、壓電材料和其它異種材料。
