倫敦帝國理工學院開發出多金屬4D列印技術ECAM

電化學增材製造（ECAM）是倫敦帝國理工學院（ICL）開發的低成本金屬製造的新方法。ICL團隊於2017年8月對Advanced Materials Technologies的技術展示進行了擴展，最近發表了一篇關於ECAM 4D列印潛力的論文。

Billy Wu博士是新的ECAM科學報告文章的三位作者之一。在擔任ICL戴森設計工程學院能源與製造高級講師期間，Wu博士還是該大學的增材製造網路（AMN）的聯合負責人。近日，他接受了媒體的採訪。

ECAM 3D列印的樣本

拼寫出倫敦帝國理工學院的縮寫

無激光金屬增材製造

ECAM是一種基於電鍍原理的製造方法，通常用於為珠寶首飾添加更多有價值的金屬層。它使用帶電金屬離子的液體溶液作為原料，在與帶負電的銅床接觸時產生固體金屬層。如Wu博士所解釋的，用於該過程的常用材料包括「銅，鋅，鎳和錫」，儘管也可以使用合金。「基本上，」他補充道，「任何可以電鍍的金屬都可以用於ECAM工藝。」

例如，依賴於激光功率的電化學工藝優於其他金屬製造技術的益處之一是，將多種金屬熔合在一起變得更容易。反過來，這使科學家們可以嘗試不同的材料組合，並探索單一金屬結構中不可能實現的可能性。一種這樣的可能性是產生4D列印金屬物體，即在製造之後能夠變形的物體。正如Wu博士所說，這是該團隊最新報告的關鍵發展之一，「我們現在已經展示了使用多種金屬進行列印的能力。」

「由於兩種不同金屬的熱膨脹係數存在差異，因此我們能夠設計出可隨溫度變化的4D結構。」

適用於高溫應用的4D列印

正如Wu博士在我們的談話中正確指出的那樣，4D列印通常僅限於聚合物，例如蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）可展開的桁架和代爾夫特理工大學（TU Delft）的自動摺疊鬱金香。「然而，」他補充說，「這些[聚合物]受其工作溫度的限制。」

Wu博士補充說，他的團隊最新研究背後的驅動因素是：「採用4D金屬列印方法，可以實現更高的溫度操作。」

此外，為了增強ECAM開發的最初目的，「被動驅動簡化了複雜物品的設計，使其更便宜、更可靠（更少的部件）、更節能。」

為了實現多金屬4D列印，ICL團隊在2017年的基礎上進行了技術改進以研製出現有的ECAM系統：「通過簡單添加另一種列印頭，使用不同的電解質銅/硫酸銅和鎳/鎳硫酸鹽，」Wu博士解釋說，「我們能夠選擇性地在不同地點沉積不同的金屬。」

多金屬ECAM系統圖解

自動開關燈

為了展示ECAM的新功能，ICL團隊3D列印了一系列自組裝結構，包括「雙金屬條控制電路打開燈」。

進一步描述這種裝置，Wu博士說：「因此，我們可以在一個結構中編程，無需外部控制即可開啟和關閉物體。例如，如果溫度過高，我們可能會製造一個可以限流的閥門。或者製作加熱時自組裝的結構。」

通過ECAM製作的4D驅動開關的演示

該實驗的全部結果在《使用台式電化學3D印表機進行多金屬4D列印》一文中公開，由Xiaolong Chen, Xinhua Liu, Mengzheng Ouyang, Jingyi Chen, Oluwadamilola Taiwo, Yuhua Xia, Peter R. N. Childs, Nigel P. Brandon 和吳博士共同撰寫。

來源：3D列印商情

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