高融点金属粉末は、3Dプリントの原料となることが期待されています
3D印刷とは何ですか？
3Dプリントはアディティブマニュファクチャリングとも呼ばれます。現在使用されている粉末冶金プロセスと同様に、この技術で製造された金属デバイスは、セラミック粉末などの金属粉末をベースにしています。 と金属粉。違いは、粉末が一緒に焼結されるのではなく、ノズルを介して、部品の一部を特殊な接着剤で粉末に「印刷」することによって形成されることです。
高融点金属粉末は3D印刷の原材料になると予想されています
3D印刷の難しさの1つは、高融点金属、特にタングステンなどの高融点金属の使用です。 、クロム、およびレニウム 。何年もの間、世界中の科学者は、費用効果が高く、望ましいパフォーマンス要件を満たすことができる新しいプロセスに取り組んできました。
科学者たちは、3D印刷を使用して複雑なナノスケールの金属構造を作成する新しい技術を開発しました。この技術は、小さなコンピューターチップ上に3D論理回路を作成することから、さまざまな特性を持つさまざまな新しいナノ材料を作成できる超軽量航空機コンポーネントを設計することまで、さまざまなアプリケーションで使用できます。
3D印刷では、オブジェクトはレイヤーごとに作成されるため、エッチングやミリングなどの従来の縮小方法を必要としない製品を作成できます。カリフォルニア工科大学（Caltech）の材料科学者は、3D印刷機で超薄型の3次元構造を設計しました。三次元構造のビームは唯一のナノスケールであり、肉眼で見るには小さすぎます。
新しい3Dグループは、セラミックから有機化合物まで、さまざまな材料の構造を印刷します。さらに、科学者たちは、特にサイズが50ミクロン未満、または髪の毛の幅の約半分の小さな粉末を作成しようとするときに、タングステンやチタンなどの高融点金属の3D印刷で画期的な進歩を遂げるために懸命に取り組んでいます。
科学者たちはニッケルと有機分子を接着して、咳止めシロップによく似た液体を形成しました。彼らはコンピューターソフトウェアを使用して構造を設計し、2光子レーザーを使用して液体を切り替えて構造を構築しました。レーザーは有機分子間に強い化学結合を作り、それらを構造の構成要素に硬化させます。また、これらの分子もニッケル原子に結合しているため、ニッケルは構造に結合しています。このようにして、チームは元々金属イオンと非金属有機分子の混合物であった3次元構造を印刷することができました。
次に、構造物をオーブンに入れ、真空チャンバー内でゆっくりと1000°Cに加熱します。温度はニッケルの融点（1455°c）をはるかに下回っていますが、構造内の有機材料を蒸発させるのに十分な高温であり、金属だけが残ります。熱分解と呼ばれる加熱プロセスでも、金属粒子が融合します。
さらに、プロセスが大量の構造材料を蒸発させると、サイズは80％縮小しますが、形状と比率は維持されます。究極の収縮は、構造を非常に小さくするものです。この構築されたナノ構造では、金属ビームの印刷された部分は、縫い針の先端の約1000分の1のサイズです。
科学者たちはまだ技術を磨いています。彼らはニッケルから始めたばかりですが、タングステンやチタンなど、業界で一般的に使用されている他の金属への拡大に関心を持っています。科学者はまた、このプロセスを使用して、セラミック、半導体、圧電材料、その他のエキゾチックな材料を含む他の材料を印刷することを望んでいます。
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