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

Snelle en zuinige dataopslag met licht ‘doorbraak naar toekomstig fotonisch geheugen’

Snelle en zuinige dataopslag met licht ‘doorbraak naar toekomstig fotonisch geheugen’

Datacenters maken gebruik van magnetische harde schijven, maar daarmee kost het versturen van informatie veel energie. Licht is de meest energie-efficiënte manier om informatie mee te verzenden. Het is alleen niet…

Elektronica stabiel bij 220°C dankzij nieuwe polymeermix

Elektronica stabiel tot 220°C dankzij nieuwe polymeermix

Een nieuwe polymeermix laat elektronica onverminderd goed functioneren bij temperaturen tot 220°C. De halfgeleider bestaat uit een semikristallijn geconjugeerd polymeer met een isolerend polymeer met een hoge…

2019 - Evolutronica met een vleugje patriottisme

2019 - Evolutronica met een vleugje patriottisme

De ontwikkelingen op het gebied van elektronica voor het komende jaar. Het blijft koffiedik kijken. Ik geloof niet in grote ‘game changers’. Wat ik wel geloof is dat er het hele jaar door kleine stapjes worden…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

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

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Safe PCB Nederland
Safe PCB Nederland

Printplaten/PCB's, prototype en series

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...

16 januari 2019, Veldhoven

Thermische analyse

Thermische analysetechnieken (zoals TGA, DTA, (MT)DSC, micro-calorimetrie, hoge snelheidscalorimetrie,...

17 januari 2019, Breda

1-daagse training ATEX 114

In deze training staat de ATEX Productrichtlijn centraal. De Richtlijn 2014/34/EU (beter bekend als de...

Meer agendapunten »