Derzeit besteht der Herstellungsprozess von Supermaterialien hauptsächlich aus gedruckten Leiterplatten(PCB)Lichtgravur, Elektronenstrahlgravur usw., aber diese Verfahren3DBei der Fertigung von Supermaterialienstrukturen gibt es weit verbreitete Probleme mit mühsamen Schritten, hohen Kosten und langen Zeitaufwand, die nicht einfach mit der Fläche geformt werden können und die praktischen Anwendungsbedingungen schwer erfüllen können.3DDie Herstellung von integrierten Supermaterialien ist nach wie vor eine große Herausforderung.

Vor kurzem hat die Fachgruppe von Prof. Sun Doheng der Aerospace School der Universität Xiamen die 3D-Drucktechnologie der Flächenprojektionsmikrostereolithographie (PµSL) (microArch S240, Morfang Präzision) kombiniert mit der Methode der Flüssigmetallfüllung, um die 3D-Schnittstellenresonanzringe und die gebogenen Oberflächenkomorfe Supermaterialienstruktur vorzubereiten, deren eingebettete strukturelle Merkmale die Metallresonanzschicht effektiv vor äußeren Umwelteinwirkungen schützen können und die Vorteile der Makro-Mikro-, Struktur-Funktionsintegration haben.

Bild1 3DDrucken von eingebetteten Hypermaterialverbereitungsprozessen

Bild2 Struktur und Abmessungen des Resonanz-Rings:(a)Fläche;b)Halbkugelförmig imitiertes Augenmaterial(Einheitsgröße ist1,25 mm)

Wie in Abbildung 1 gezeigt, wird zunächst ein Modell mit einer supermaterialistischen Mikrostrukturhohle mit einem 3D-Drucker mit einer Genauigkeit von 10 μm (microArch S240, Molecular Precision) vorbereitet und anschließend eine supermaterialistische Metallmikrostruktur mit einer Flüssigmetallvakuumfüllmethode hergestellt. Die Strukturgröße des Hypermaterials ist wie in Abbildung 2 gezeigt, die Öffnungs-Resonanzringschnittsgröße beträgt 0,1 mm x 0,2 mm, die obere Öffnungsgröße beträgt 0,3 mm und der Außendurchmesser des Resonanzrings beträgt 1 mm.

Bild3 Flüssige Metallfüllung und Übermaterialienprüfung:(a bis b)Vor und nach der Füllung flüssiger Metalle mit flachen und bionischen komplexen Augenflächen;(c bis d)Test der Übertragungsleistung von Supermaterialien

Bild3 Buchstabe a)für3DDrucken3DOrtogonale Öffnungen Resonanzringe, Simulation von Augenflächen-Koform-Supermaterialien und lokale Vergrößerung, Abbildung3 Buchstabe b)Für die Füllung von flüssigen Metallen nach der Supermaterialienstruktur und deren lokaler Vergrößerung. Nachdem das flüssige Metall die supermaterialistische Strukturhöhle gefüllt hat, wird der Eingang zum Flüssigen Metall mit einem lichtempfindlichen Harz beschichtet und mit UV-Licht ausgehärtet, um den Eingang zu versiegeln. Bild3(c-d)Testergebnisse für flache und geformte Supermaterialien.

Diese Studie wird3DDie Flexibilität des Drucks in Kombination mit der einfachen Flussbarkeit und der einfachen Füllbarkeit flüssiger Metalle ermöglicht es, dass die Herstellung von Supermaterialien nicht mehr von komplexen Strukturen beschränkt ist, was eine neue Methode für die Herstellung von komplexen Supermaterialien eröffnet. Die Prozessgrundlage für strukturelle, funktionelle und anwendungsbasierte Innovationen von Supermaterialien wurde gelegt und der Anwendungsbereich von koformalen Supermaterialien erweitert, wie z.B.3DOptik/Elektromagnetische Stealth-Kleidung, intelligente Haut, Superlinsen usw.

Das Ergebnis trägt den Titel »3D gedruckte Embedded MetamaterialsVeröffentlicht in internationalen ZeitschriftenKlein (IF = 13,281)Die Autoren der Dissertation sind Professor Sun Doheng und Assistenzprofessor Chen Qinnan der Aerospace Academy der Universität Xiamen und der erste Autor ist Dr. Zhang Kunpeng der Aerospace Academy der Universität Xiamen. Die Studie wurde vom Nationalen Naturwissenschaftlichen Fonds(51975498undU1505243undU2005214)Projekte mit dem Science and Technology Innovation Committee von Shenzhen(JSGG20201102165202007)Unterstützung und Finanzierung.

Original-Link:

https://doi.org/10.1002/smll.202103262