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:175
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
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
GSR完成签到,获得积分10
2秒前
HENHer发布了新的文献求助10
3秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
wanci应助一一采纳,获得10
4秒前
4秒前
起床做核酸完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
Akim应助WangPeidi采纳,获得10
7秒前
霸气映之发布了新的文献求助10
9秒前
6666发布了新的文献求助10
9秒前
幽默中分大马脸完成签到,获得积分10
9秒前
李_花花完成签到,获得积分10
10秒前
瘦瘦不斜完成签到,获得积分20
11秒前
gsq发布了新的文献求助10
12秒前
大湖小舟完成签到,获得积分10
12秒前
无花果应助HENHer采纳,获得10
12秒前
嚯嚯嚯完成签到,获得积分10
13秒前
Kelly1426完成签到,获得积分10
13秒前
清脆糖豆发布了新的文献求助10
14秒前
15秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
16秒前
bkagyin应助Maestro_S采纳,获得10
17秒前
科研通AI6应助载尘采纳,获得10
18秒前
20秒前
瘦瘦不斜发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
24秒前
小小脆脆鲨完成签到 ,获得积分10
25秒前
27秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
30秒前
33秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
34秒前
可爱的坤发布了新的文献求助20
35秒前
36秒前
38秒前
橙子完成签到 ,获得积分10
38秒前
HENHer关注了科研通微信公众号
39秒前
40秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
2025-2031全球及中国金刚石触媒粉行业研究及十五五规划分析报告 6000
Real World Research, 5th Edition 680
Superabsorbent Polymers 600
Handbook of Migration, International Relations and Security in Asia 555
Between high and low : a chronology of the early Hellenistic period 500
Advanced Memory Technology: Functional Materials and Devices 500
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 5675174
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4943579
关于积分的说明 15151713
捐赠科研通 4834349
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2589438
邀请新用户注册赠送积分活动 1543035
关于科研通互助平台的介绍 1501031