EO

Gouden microjuweeltjes uit de 3D printer

29 oktober 2018 om 15:53 uur

De helix van goud (rechtsboven) zit eerst in een koperen 'boxje'. Links is te zien dat afwisselend met koper en goud wordt geprint. Deze koperen drager wordt uiteindelijk weggeëtst, zodat er een vrijstaande gouden helix overblijft.

Dankzij een lasertechniek die ultrakleine metaaldruppels afschiet, is het mogelijk om druppel voor druppel driedimensionale structuren te printen in puur goud. En dat niet alleen in eenvoudige stapelingen, zoals pilaartjes, maar ook voor complexe overhangende structuren zoals een helix van enkele micrometers. Dit maakt het mogelijk om nieuwe 3D componenten te printen met micrometer afmetingen, voor bijvoorbeeld elektronica of fotonica.


Dankzij een lasertechniek die ultrakleine metaaldruppels afschiet, is het mogelijk om druppel voor druppel driedimensionale structuren te printen in puur goud. En dat niet alleen in eenvoudige stapelingen, zoals pilaartjes, maar ook voor complexe overhangende structuren zoals een helix van enkele micrometers. Dit maakt het mogelijk om nieuwe 3D componenten te printen met micrometer afmetingen, voor bijvoorbeeld elektronica of fotonica.


Door een ultrakorte groene laserpuls te ‘schieten' op een metalen nanolaag, smelt een klein druppeltje dat zich vervolgens losmaakt, naar zijn doel vliegt, en ter plekke weer stolt. Met deze techniek, laser-induced forward transfer (Lift), bouwden onderzoekers van de Universiteit Twente druppel voor druppel een structuur met afwisselend koperen en gouden microdruppels. Het koper fungeert als daarbij ondersteuning voor het goud. Ze hebben al een geprinte helix gemaakt, die als mechanisch veertje kan dienen, of als elektrische spoel. De gouden helix wordt geprint met koper eromheen. Dit koperen boxje zorgt er onder meer voor dat een gouddruppel een nieuwe winding gaat vormen en niet op een onderliggende winding van de helix valt. Na het opbouwen van de helix, druppel voor druppel en laag voor laag, wordt het koperen boxje chemisch weggeëtst. Wat overblijft is een puur gouden helix van nog enkele tientallen micrometers.

rDe uiteindelijke helix. Afbeelding c is een bovenaanzicht dat laat zien dat de structuur middenin hol is. In afbeelding b is de helix nog ingebouwd in het koperen 'boxje'.

 

Geen vermenging

Het volume van de metaaldruppels is slechts enkele femtoliters (10-15 liter). Dat betekent dat ze een diameter hebben van iets meer dan een micrometer. Omdat de structuur ‘druppel voor druppel' wordt opgebouwd heeft het oppervlak een ruwheid, tussen 0,3 tot 0,7 micrometer.

 

Ook voor biomaterialen

De onderzoekers wilden weten of het koper en goud zouden mengen tijdens het printen. Dit zou immers gevolgen hebben voor de kwaliteit van het geëtste product. Uit het onderzoek blijkt dat er geen menging plaatst vindt. De Lift-techniek kan worden ingezet bij andere (combinaties van) metalen, in 3D elektronica, microsensoren, fotonica of voor biomedische technieken.

 

Gerelateerd nieuws

ILT: meer energiebesparing industrie mogelijk door vervangen oude elektromotoren

Snelle energiebesparing industrie mogelijk door vervangen oude elektromotoren

Met het vervangen van oude elektromotoren door zuiniger motoren kan de industrie meer energie besparen en zo een grotere bijdrage leveren aan het terugdringen van de CO2-uitstoot. Dat concludeert de Inspectie…

‘Kippengaas’ verbetert batterij, katalysator, brandstofcel en waterstofproductie

‘Kippengaas’ verbetert batterij, katalysator, brandstofcel en waterstofproductie

Efficiëntere batterijen, betere katalysatoren, brandstofcellen of waterstofproductie. Dat denken imec en de KU Leuven binnen bereik te hebben gebracht met nieuw, extreem regelmatig 3D metaalrooster op nanometerschaal.…

Fotonen in het gevang: onderzoekers sluiten licht op in fotonisch kristal

Fotonen in het gevang: onderzoekers sluiten licht op in fotonisch kristal

Een miniatuur gevangenis voor fotonen: dat is de nanocavity die onderzoekers van de Universiteit Twente hebben ontdekt. Het is een uiterst kleine holte die van alle kanten wordt omgeven door een fotonisch kristal, een…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Pilz configureerbare besturingssystemen volop in ontwikkeling

De configureerbare besturingssystemen PNOZmulti 2 van Pilz hebben veel functies en zijn flexibel inzetbaar. U kunt de...

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Tosec
Tosec

Specialist in plaatbewerking

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

23 november 2018, Groningen

BEYOND THE LAB: the DIY Science Revolution

Dit project laat zien dat mensen mee kunnen doen aan wetenschap en samen de verantwoordelijkheid delen...

26 maart 2019, Veenendaal

Industrial Ethernet 2019

Industrial Ethernet biedt voordelen als snelheid, kostenreductie, diagnose mogelijkheden en remote...

Meer agendapunten »