一种基于凝胶的金属3D打印新技术：可实现10um级别特征制造

3D打印能够制造出具有复杂几何结构和先进材料的零件。在金属方面，这项技术的进步为许多行业开辟了新的可能性，包括高精度和复杂材料的关键行业。

现有的金属增材制造技术基本采用将材料熔化或烧结的方法加工金属材料，这一过程成本高且受限于材料物理化学特性。3D打印技术参考注意到，一家名为3D Architech的公司正在开发基于凝胶的金属3D打印技术。

DLP技术打印有机凝胶

该技术首先使用数字光处理（将紫外光的二维图像投影到光敏树脂槽中逐层固化，DLP）技术打印基于N,N-二甲基甲酰胺（DMF）/聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGda）的结构化聚合物凝胶。打印后，通过溶剂交换将DMF替换为水，使有机凝胶转化为水凝胶。随后将水凝胶结构浸入充满金属离子的溶液中，使金属离子溶胀水凝胶支架。之后在空气中煅烧将金属盐溶胀的水凝胶转化为金属氧化物，随后在保护还原气体（95% N₂，5% H₂）中获得致密部件，实现金属产品的成型。整个过程中，由DLP打印定义的部件形状得以保留，聚合物支架中的金属盐转化为金属氧化物并随后还原为金属和合金只需要目标材料具有水溶性前体，并且煅烧后形成的中间氧化物可以被氢气还原即可。

技术原理及可打印材料

这种技术相较于以往的光固化或者烧结技术，在可打印材料上展示了多样性，可以制备铜、镍、银及其合金以及更复杂的材料如高熵合金CuNiCoFe和难熔合金W-Ni以及复合材料等。这种多样性使得定制强度、灵活性和导电性等特性成为可能。

另外，这种技术还有一个优势就是多个有机凝胶可同时打印，在不同溶液中溶胀后共同煅烧/还原，这使得从研发阶段过渡到大规模生产定制和优化部件成为可能。结合巨大的材料多样性，可以适应不同行业客户的需求。

批量化打印零件

目前，该公司已经能够通过先进的微结构构设计打印实现10um级别的特征，采用成本效益高的材料，以降低生产过程中的整体费用，并提升打印效率。目前主要专注于冷却、能源和制造业等领域。努力生产散热片，显著提高数据中心的冷却效率和性能，以及电解槽组件，用于绿色的生产。此外，他们正在探索燃料电池的多孔金属结构等应用和其他创新解决方案。

超精细结构打印

3D Architech的凝胶金属3D打印技术，以“冷成型”改变了传统热加工形式。在应用层面，该公司已经采用纯铜和铜合金制作了具有微米级特征的散热器，显著降低了热阻和压降，实现了优秀的散热效果。除了散热器，该公司拟还研发了用于均热板和两相冷却系统的芯材。该技术在燃料电池和水电解方面也取得了应用。3D Architech开发了具有微米级精度的多孔金属气体扩散层和多孔传输层，确保气体均匀流动和快速排出，显著提升清洁能源技术的效率和性能。因此可以看出，这项技术在电池、催化剂及其他能源转换应用电极开发方面具有应用优势。

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