Additive manufacturing of micro-architected metals via hydrogel infusion

材料科学 微尺度化学 煅烧 制作 自愈水凝胶 3D打印 纳米技术 固化(化学) 烧结 金属 选择性激光熔化 微观结构 复合材料 冶金 化学 催化作用 数学教育 病理 高分子化学 替代医学 医学 生物化学 数学
作者
Max A. Saccone,Rebecca A. Gallivan,K. Narita,Daryl W. Yee,Julia R. Greer
出处
期刊:Nature [Springer Nature]
卷期号:612 (7941): 685-690 被引量:174
标识
DOI:10.1038/s41586-022-05433-2
摘要

Metal additive manufacturing (AM) enables the production of high value and high performance components1 with applications from aerospace2 to biomedical3 fields. Layer-by-layer fabrication circumvents the geometric limitations of traditional metalworking techniques, allowing topologically optimized parts to be made rapidly and efficiently4,5. Existing AM techniques rely on thermally initiated melting or sintering for part shaping, a costly and material-limited process6–8. We report an AM technique that produces metals and alloys with microscale resolution via vat photopolymerization (VP). Three-dimensional-architected hydrogels are infused with metal precursors, then calcined and reduced to convert the hydrogel scaffolds into miniaturized metal replicas. This approach represents a paradigm shift in VP; the material is selected only after the structure is fabricated. Unlike existing VP strategies, which incorporate target materials or precursors into the photoresin during printing9–11, our method does not require reoptimization of resins and curing parameters for different materials, enabling quick iteration, compositional tuning and the ability to fabricate multimaterials. We demonstrate AM of metals with critical dimensions of approximately 40 µm that are challenging to fabricate by using conventional processes. Such hydrogel-derived metals have highly twinned microstructures and unusually high hardness, providing a pathway to create advanced metallic micromaterials. An additive manufacturing technique that infuses 3D printed hydrogels with metallic precursors leads to metallic micromaterials, providing new opportunities for the fabrication of energy materials, micro-electromechanical systems and biomedical devices.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
蚊蚊爱读书应助蔡从安采纳,获得10
3秒前
mmd完成签到 ,获得积分10
5秒前
好运连连完成签到 ,获得积分10
10秒前
zhangkx23完成签到,获得积分10
11秒前
Lyw完成签到 ,获得积分10
14秒前
sure完成签到 ,获得积分10
14秒前
殷勤的紫槐完成签到,获得积分0
18秒前
李天浩完成签到 ,获得积分10
19秒前
myq完成签到 ,获得积分10
19秒前
一见憘完成签到 ,获得积分10
20秒前
23秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
27秒前
温暖完成签到 ,获得积分10
30秒前
30秒前
藏锋完成签到 ,获得积分10
36秒前
酷炫觅双完成签到 ,获得积分10
39秒前
暖羊羊Y完成签到 ,获得积分10
39秒前
41秒前
傲娇书易应助davedavedave采纳,获得20
43秒前
哥哥发布了新的文献求助10
44秒前
潇湘完成签到 ,获得积分10
49秒前
所所应助哥哥采纳,获得10
51秒前
好好好完成签到 ,获得积分10
55秒前
puritan完成签到 ,获得积分10
56秒前
gincle完成签到 ,获得积分10
57秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
57秒前
瓜瓜瓜完成签到 ,获得积分10
1分钟前
迈克老狼完成签到 ,获得积分10
1分钟前
2025迷完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ycd完成签到,获得积分10
1分钟前
洗衣液谢完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ypres完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
zzz完成签到,获得积分10
1分钟前
静静完成签到 ,获得积分10
1分钟前
neversay4ever完成签到 ,获得积分10
1分钟前
gnil完成签到,获得积分10
1分钟前
刘玲完成签到 ,获得积分10
1分钟前
ChatGPT发布了新的文献求助10
1分钟前
高分求助中
Encyclopedia of Immunobiology Second Edition 5000
Clinical Microbiology Procedures Handbook, Multi-Volume, 5th Edition 临床微生物学程序手册,多卷,第5版 2000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
The Victim–Offender Overlap During the Global Pandemic: A Comparative Study Across Western and Non-Western Countries 1000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5584832
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4668720
关于积分的说明 14771614
捐赠科研通 4615564
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2530253
邀请新用户注册赠送积分活动 1499111
关于科研通互助平台的介绍 1467575