微纳金属3D打印技术应用：AFM探针？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2022-06-08 07:16 标签： 3d打印可以打印金属吗

金属3D打印已经使用的越多，金属3D打印是采用激光粉末熔融的工艺加工的，这种打印工艺的特点是打印出来的金属模型表面粗糙，有磨砂颗粒的表面，对于一些场合的模型不能使用，需要加工成表面光滑的表面，那么3D打印金属模型的表面如何处理光滑呢？下面悟空打印坊3D打印就来为大家进行介绍。

精加工方法主要包括手工抛光、喷砂或数控磨削。手工抛光质量很大程度上取决于操作者的经验，重复性和一致性差，人工和时间成本高，并且抛光过程中产生的粉尘对人体健康有害。此外，喷砂和CNC磨削对内表面复杂、多孔结构的零件加工可达性较差，因此一般用于零件外表面的清洁和抛光以及去除氧化层。

对于高表面质量要求：Ra在0.8μm~1.6μm的复杂结构件，精加工工艺面临很大挑战。除上述方法外，还有形状自适应磨削、激光抛光、化学抛光和磨粒流加工。

化学抛光的直接结果是微粗糙度平滑和抛光形成，以及上层的平行溶解。在小型增材制造中，去除中空结构或带有中空结构零件表面松散易脱落的球状层有显著效果。通过化学抛光和电化学抛光，多孔植入物的表面粗糙度从6~12μm降低到0.2~1μm。

磨料流加工 (AFM) 是一种内表面精加工工艺，其特征在于使载有磨料的流体流过工件。这种流体通常非常粘稠，具有油灰或面团的稠度。AFM可以平滑和抛光粗糙表面，专门用于去除毛刺、抛光表面、形成半径，甚至去除材料。AFM的性质使其成为其他抛光或研磨工艺难以到达的内表面、槽、孔、腔和其他区域的理想选择。

以上就是悟空打印坊3D打印为大家介绍的有关3D打印金属模型的表面如何处理光滑的分析，希望可以给大家提供参考。虽然金属3D打印的后处理工艺多，但是目前用的多的还是金属cnc工艺用的多的。

悟空打印坊专注3D打印，CNC加工和小批量硅胶生产服务，提供多种材料，高达0.05mm精度的3D打印服务，手板模具，3D打印动漫手办，3D打印建筑模型，3D打印人像，3D打印沙盘模型等打印服务以及CNC加工手板原型和硅胶复模小批量生产。 

微纳金属3D打印是在原子力显微镜平台上通过微流控制技术和电化学的方法实现微纳金属3D结构成型。可以在70微米的成型空间相当于人的头发丝截面内完成打印，且具备一定的机械性能。可实现2微米细节，可打印材料包括金，银，铜，铂等。


在直径0.06mm的头发上进行金属3D打印相信很多人听了都觉得不可思议无法完成，什么机器可以完成在头发丝上进行打印？现在跟大家介绍一下这款亚微米分辨率的金属 3D打印机， 由Exaddon AG开发的CERES系统可在环境条件下直接3D打印金属。该系统通过增材制造来构建亚微米分辨率的复杂结构，从而在微电子，MEMS和表面功能化等领域开辟了新视野。


CERES系统的示意图。该系统由直观的操作员软件控制，位于防震台上。控制器硬件位于桌子下方。



逐个体素和逐层执行打印过程，该过程允许90° 悬垂结构和独立式结构。金属打印工艺是基于体素的。体素定义为基本3D 块。体素以定义的坐标逐层堆叠，形成所需的2D或3D

几何形状。没有支撑结构的独立式结构和90°悬垂角度是可行的，带来了真正的设计自由度。通过离子尖偏转的实时反馈使打印过程自动化。当体素到达完成时，体素的顶侧与尖端相互作 用，使悬臂偏转微小量。该过程非常类似于以接 触模式运行的AFM悬臂。如果达到用户定义的偏转阈值，则将体素视为已打印。然后将尖端快速 缩回至安全的行进高度，然后移至下一个体素。

悬臂的体素坐标，打印压力和挠曲阈值在csv文件中指定。该文件已加载到打印机的操作员软件中。csv文件由Exaddon提供的设计助手（即所谓的Voxel Cloud Generator）生成。或者，可以通过任何能够导出纯文本文件的第三方软件来生成文件。


建立， 用于打印结构的电化学装置。稳压器施加电压以控制还原反应。体素由离子溶液构成，通过微流体压力控制器将离子溶液从离子尖端中推出，该微流体压力控制器以小于1mbar的精度调节施加的压力。在恒电位仪施加的适当电压下，还原反应将金属离子转化为固体金属。客户定义的离子溶液以及Exaddon提供的离子墨水可用于保证打印质量。离子溶液的一个例子是硫酸铜（CuSO4）在硫酸 （H2SO4）中的溶液。在工作电极上发生以下反 应：Cu2 +（aq）+ 2e-→Cu（s）。


像大多数电镀技术一样，电解池也需要导电液槽才能工作。在这种情况下，打印室将在pH = 3的水中充满硫酸，以使电流流动。对于在其上发生沉积的工作电极需要导电表面。稳压器控制用户定义的电位，并通过石墨对电极在电化学电池中提供电流。Ag / AgCl参比电极用

于测量工作电极电势。将所有电极浸入支持电解质中。两个高分辨率摄像头（顶视图和底视图）可实现离子头装载，打印机设置和打印结构的可视化。内置了计算机辅助对齐功能，可以在现有结构上进行打印。用于在例如芯片表面上预定义的电极上打印。该软件在打印期间和之后向用户提供每个体素遇到的成功，失败或困难的反馈。CERES系统还执行其他过程，例如2D纳米光刻和纳米颗粒沉积。该系统开放且灵活，因此用户也可以设计定制的沉积工艺。CERES系统是用于学术和工业研究的有前途的工具。它在微米级金属结构的增材制造中提供了空前的成熟度和控制能力。

目前微纳金属3D打印更多应用在微纳米加工、微纳结构研究、太赫兹芯片、微电路修复、微散热结构、微米高频天线、微观雕塑等领域，让这些领域中很多不可能变成了可能。更多关于3D打印的介绍请搜索关注云尚智造，欢迎您来咨询交流。

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