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低成本，基于電化學(xué)的金屬3D打印機(jī)

據(jù)報(bào)道，英國倫敦帝國理工學(xué)院的一個(gè)研究小組開發(fā)了一種新的低成本金屬3D打印工藝。這種被稱為電化學(xué)加成制造（ECAM）的創(chuàng)新技術(shù)使用電鍍技術(shù)以經(jīng)濟(jì)高效的方式建立金屬物體。

這個(gè)新工藝最近在“Advanced Materials Technologies”雜志上以“低成本桌面電化學(xué)金屬3D打印機(jī)”為題發(fā)表。AM系統(tǒng)由工程師Billy Wu, Xiaolong Chen, Xinhua Liu, Peter Childs, 和Nigel Brandon開發(fā)。

研究人員表示，由于目前金屬3D打印的高成本，他們被迫開發(fā)金屬3D打印機(jī)。雖然FDM和大多數(shù)基于聚合物的3D打印技術(shù)具有一系列經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的系統(tǒng)，但金屬3D打印仍然是一項(xiàng)昂貴的技術(shù)。

受材料成本，昂貴的激光系統(tǒng)以及氬氣等氣體的需求所決定的高價(jià)格，意味著金屬3D打印已經(jīng)限制在醫(yī)療，航空航天和汽車行業(yè)的高端工業(yè)用途，僅舉幾例。

倫敦帝國理工學(xué)院開發(fā)的新技術(shù)ECAM可以提供比現(xiàn)有系統(tǒng)更易于使用的金屬3D打印平臺(tái)。

ECAM采用電鍍系統(tǒng)，而不是使用激光來熔化和燒結(jié)金屬粉末，而是采用傳統(tǒng)上用于鍍金首飾的工藝來逐層地建立金屬部件。

Billy Wu博士進(jìn)一步解釋說：“在這里，溶液中的金屬離子，例如硫酸銅中的Cu2 +離子，通過施加外部電位而被還原為其元素組分。

“在我們的電化學(xué)3D打印機(jī)中，離子溶液被裝入注射器，在噴嘴和導(dǎo)電板之間形成彎液面。然后施加電勢(shì)來沉積金屬并移動(dòng)打印頭。這個(gè)過程一直持續(xù)到3D對(duì)象被創(chuàng)建，“他繼續(xù)說道。

換句話說，ECAM 3D打印機(jī)使用金屬離子溶液作為材料并且使用導(dǎo)電基底作為構(gòu)建表面來創(chuàng)建金屬部件。噴嘴將金屬離子溶液以微小的液滴沉積在導(dǎo)電基體上，導(dǎo)致金屬離子的電化學(xué)還原。

據(jù)研究小組說，這種新方法有許多好處。首先，它比激光和氣體調(diào)幅系統(tǒng)成本更低。其次，該技術(shù)可用于“在環(huán)境條件下從一系列不同材料和合金中3D打印結(jié)構(gòu)，而不會(huì)造成熱損傷”。

第三，ECAM工藝也可以通過“潛在逆轉(zhuǎn)”用作減法制造方法。這意味著該工藝可以通過電化學(xué)溶解將印刷金屬轉(zhuǎn)變成溶液，這允許金屬材料被回收和再利用。

第四，研究人員說，ECAM 3D打印過程可以適應(yīng)多個(gè)打印頭，這將使多材料金屬3D打印。但是，目前這項(xiàng)技術(shù)的缺點(diǎn)是速度很慢。

雖然目前尚不清楚這種技術(shù)何時(shí)能夠商用，但吳說，金屬3D打印技術(shù)“有可能開創(chuàng)新的設(shè)計(jì)可能性，并成為未來分布式制造方法”。

編譯自：3ders.org