快十倍！MIT研發超高速「液態金屬」3D 列印技術

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最近，美國麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology, MIT）的研究團隊發表了新開發的「液態金屬列印」（liquid metal printing, LMP）技術。在列印金屬結構時，速度至少比現有的 3D 金屬技術快上 10 倍，可完成更大型的金屬結構。





目前市面上存在的金屬3D列印，主要以各種金屬粉末材料製造複雜形狀的金屬工件，打破了傳統技術鑄造、鍛造等在設計上的束縛，主要用於製造行態獨特且較少量的零件，對於許多行業都有深遠的影響，包括航太、汽車、醫療等等。而相較於傳統的金屬3D列印，液態金屬列印可望成為又一項重大的突破，以更快的速度製造出更大型的金屬結構。





整個研發的過程經歷許多考驗，他們首先以電爐將鋁加熱到超過熔點，然後將液態金屬裝入機器的石墨坩堝中，透過陶瓷噴嘴輔以重力射出。由於熔融的鋁溫度太高，容易破壞其路徑上的材料，研究團隊嘗試了許多不同的噴嘴材質，最初使用不銹鋼，後來嘗試了鈦金屬，最後選擇了陶瓷。但即使是陶瓷噴嘴也可能會因為噴嘴尖端的加熱不均勻而堵塞。








解決了噴嘴的問題，在列印的過程中，熔融金屬鋁被擠壓到由 100 微米玻璃珠子形成的列印平台，依據預定路徑移動，然後冷卻、硬化形成一個不需要支撐物的 3D 結構。這款液態金屬列印技術比其他使用金屬的添加製造方法快上許多，並且可以製造更大的成品，但現階段最大的缺點在於，解析度率相對較低，成品不夠精細。儘管如此，這種技術仍然有巨大的潛力，成品堅固耐得住打磨，並且可以應用於建築和大型的工業設計。







研究團隊預計繼續優化整體技術細節，重點首先在於改善液態金屬的流量控制、保持更一致的溫度，以防止噴嘴堵塞。他們最終的目標，是讓此技術可應用於回收鋁材料，在未來將有機會徹底改變現有的金屬製造與回收，在最耗能的金屬產業建立嶄新的製造模式。





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