Исследователи из министерства энергетики США представили новый метод для печати с помощью жидких металлов. Его можно масштабировать, причем сам подход безопаснее аналогов. Команда ученых из Ливерморской национальной лаборатории (LLNL) смоделировала процесс выброса капель в технике 3D печати на металле. Исследователи отмечают, что это критически важный аспект дальнейшего развития технологий печати с помощью жидких металлов.

В статье группа описывает моделирование процесса, при котором расплавленные капли жидкого металла струятся для трехмерной печати детали слоями. Этот процесс не требует использования лазеров или металлических порошков, он больше похож на струйную печать.

Используя эту модель, исследователи изучили динамику первичного распада металлических капель, необходимую для улучшения процесса печати. В отличие от аналогичных методов (например, печати с помощью порошка), для него не нужен большой набор материалов, или обращения с потенциально опасными порошками, отмечают исследователи.

«Сейчас у нас нет понимания всей физики печати при помощи жидкости в виде металла, — отметил соавтор работы Энди Паскалл. — Эта модель указывает на дополнительные физические механизмы, которые, возможно, придется изучить, чтобы перейти от экспериментов к моделированию».

Для проведения исследований команда создала специальный жидкометаллический принтер, способный выдавливать оловянные капли. В сочетании с высокоскоростной печатью принтер служил экспериментальной базой для свободной печати капель и позволял команде отслеживать детальную динамику во время выбросов.

Исследование показало, что эта методика стабильна и ее можно воспроизводить. Теперь команда планирует исследовать выдавливание капель по более широкому диапазону технологических параметров и стремиться к более глубокому пониманию факторов, влияющих на форму капель, их распад и образование полноценных материалов.