摘要：研究人员发现了一种通过微小金属液滴堆积来3D打印铜和金结构的方法。采用脉冲激光熔融金属薄膜产生液滴。3D打印是一个快速发展的领域，甚至被称为“制造业的新基石”。然而，目前3D打印主要局限于塑料。如果金属业可以采用3D打印，将开启一个新的宽范围的可能性。金属的导电性和导热性都很好，同时强度高。因此，3D打印金属可用于制造全新设备和部件，如小的冷却元件或智能手机中堆叠芯片间的连接器。

高0.86毫米、宽0.005毫米的铜微柱。该微柱由直径0.001毫米的液滴形成。利用该技术可以打印更加复杂的形状。(图片来源：屯特大学University of Twente）

屯特大学（University of Twente）研究人员发现了一种通过微小金属液滴堆积来3D打印铜和金结构的方法。采用脉冲激光熔融金属薄膜产生液滴。相关研究成果发表于《先进材料》（Advanced Materials）。

3D打印是一个快速发展的领域，甚至被称为“制造业的新基石”。然而，目前3D打印主要局限于塑料。如果金属业可以采用3D打印，将开启一个新的宽范围的可能性。金属的导电性和导热性都很好，同时强度高。因此，3D打印金属可用于制造全新设备和部件，如小的冷却元件或智能手机中堆叠芯片间的连接器。

然而，金属需在高温下熔化。这使得金属液滴的可控沉积成为极大的挑战。需要耐热喷嘴来处理液态金属，但这几乎不可能实现。对于小结构（100纳米至10微米），目前这个问题没有很好的解决方案。

现在，FOM和屯特大学的研究人员向高分辨率金属打印迈出了重要的一步。他们采用激光熔化铜和金，形成微米级液滴，并以可控方式沉积。这种方法中，激光在金属薄膜上聚焦，局部熔化使其飞落。研究人员接着小心的将其滴在基底上。重复这个过程，实现3D结构。举个例子，研究人员将数千滴液滴堆叠成高2毫米、直径5微米的微柱。还可以在腔室内打印垂直电极以及铜线。实际上，几乎任何形状都可以通过巧妙的选择液滴冲击的位置来打印。

高能（High energy）

相比于早期的研究，在该研究中，研究人员使用了非常高的激光能量，来增加金属液滴的冲击速度。当液滴快速冲击到基底上时，形成盘状并固化。对于牢固的3D打印而言，圆盘状是必不可少的：使液滴可相互牢固堆积。以前的尝试中，物理学家采用了低能量的激光。可以打印更小的液滴，但液滴保持球状，这也意味着固化液滴的堆积将不够稳定。

在他们的论文中，研究人员解释了实现预期形状的速度要求。他们曾预测不同激光能量和材料的速度。这意味着结果可恨容易的转移到其他金属上。

剩下的一个问题就是，高能激光导致液滴滴在基底上的下一个所需位置。目前，这是无法避免的。今后的研究中，团队将研究这种效应，确保清洁打印金属、凝胶、甚至是极厚的流体。

新材料在线编译整理——翻译：菠菜     校正：摩天轮