Недавно группа исследователей из Японии и Сингапура разработала новый процесс 3D-печати с мультиматериальной цифровой обработкой света (MM-DLP3DP) для изготовления металлопластиковых композитных конструкций произвольно сложной формы. Объясняя мотивацию исследования, ведущие авторы профессор Синдзиро Умэдзу, г-н Кевей Сонг из Университета Васэда и профессор Хиротака Сато из Технологического университета Наньян, штат Сингапур, сказали: "Роботы и устройства Интернета вещей развиваются молниеносно. Таким образом, технология их производства также должна развиваться. Хотя существующие технологии позволяют изготавливать 3D-схемы, укладка плоских схем по-прежнему является активной областью исследований. Мы хотели решить эту проблему, чтобы создать высокофункциональные устройства, способствующие прогрессу и развитию человеческого общества". Исследование было опубликовано в журнале ACS Applied Materials & Interfaces.

Процесс MM-DLP3DP - это многоступенчатый процесс, который начинается с подготовки активных прекурсоров - химических веществ, которые могут быть преобразованы в желаемое химическое вещество после 3D-печати, поскольку желаемое химическое вещество само по себе не может быть напечатано в 3D. Здесь ионы палладия добавляют к светоотверждаемым смолам для получения активных предшественников. Это делается для содействия нанесению безэлектродного покрытия (ELP), процесса, который описывает автокаталитическое восстановление ионов металлов в водном растворе с образованием металлического покрытия. Затем устройство MM-DL3DP используется для изготовления микроструктур, содержащих вложенные области смолы или активного предшественника. Наконец, эти материалы покрываются непосредственно, и к ним добавляются 3D-металлические узоры с помощью ELP.

Исследовательская группа изготовила множество деталей со сложной топологией, чтобы продемонстрировать производственные возможности предложенной технологии. Эти детали имели сложные структуры с вложенными слоями из нескольких материалов, включая микропористые и крошечные полые структуры, размер самой маленькой из которых составлял 40 мкм. Более того, металлические узоры на этих деталях были очень специфичными, и ими можно было точно управлять. Команда также изготовила 3D-печатные платы со сложной металлической топологией, такие как светодиодная стереосхема с никелем и двусторонняя 3D-схема с медью.

"Используя процесс MM-DLP3DP, можно изготовить произвольно сложные металлопластиковые 3D-детали с определенными металлическими узорами. Кроме того, избирательное индуцирование осаждения металла с использованием активных прекурсоров может обеспечить более высокое качество металлических покрытий. Вместе эти факторы могут способствовать развитию высокоинтегрированной и настраиваемой 3D-микроэлектроники", - заявляют Умэдзу, Сонг и Сато.

Новый производственный процесс обещает стать прорывной технологией для изготовления микросхем, которая найдет применение в самых разных технологиях, включая 3D-электронику, метаматериалы, гибкие носимые устройства и металлические полые электроды.