Nieuwe techniek van Universiteit Twente maakt 3D-printen van goud mogelijk.

Met plastic een sieraad of beeldje 3D-printen kan natuurlijk al lang. Maar met het printen van goud en koper hebben machines ontzettend veel moeite. Een nieuwe techniek, ontwikkeld aan de Universiteit Twente, biedt uitkomst.

16 juni 2015

Wie goud of koper wil printen met een normale 3D-printer heeft al snel een probleem. Deze materialen moeten namelijk eerst zo verhit worden dat ze smelten. Pas dan kan je er iets van maken, zoals een ketting of asbak. Maar het smeltpunt van goud en koper ligt zo hoog, dat ze niet alleen zelf smelten maar ook de onderdelen van de 3D-printer.

Onderzoekers werken daarom al aan hittebestendige printers. Weer anderen creëren nieuwe technieken, waaronder wetenschappers van de Universiteit Twente. Zij presenteren nu een alternatieve manier om goud en koper te printen. “We gebruiken een laser die metalen verwarmt tot het smeltpunt en tijdens dat proces ontstaat een druppel die we op een tweede plaatje opvangen”, legt Claas Willem Visser (Universiteit Twente) uit. Hij ontwikkelt onder meer samen met collega Ralph Pohl de nieuwe techniek. In het wetenschappelijke tijdschrift Advanced Materials publiceerden zij hun bevindingen.

Via deze nieuwe techniek printen de onderzoekers koper en goud. een laserstraal verhit het metaal tot het smeltpunt, waardoor een druppel ontstaat die op een tweede plaatje wordt opgevangen. Hiermee kan je, bijvoorbeeld door te stapelen, 3D-printen. — Via deze nieuwe techniek printen de onderzoekers koper en goud. Een laserstraal verhit het metaal tot het smeltpunt, waardoor een druppel ontstaat die op een tweede plaatje wordt opgevangen. Hiermee kan je, bijvoorbeeld door te stapelen, 3D-printen.
Universiteit Twente

De opgevangen microdruppel is de bouwsteen waarmee de wetenschappers vervolgens 3D-printen. “Het principe werkt met vrijwel ieder metaal en je kunt er bijna alles mee maken. Door de druppels op elkaar te plaatsen ga je bijvoorbeeld de hoogte in. Ze hebben een pannenkoekvorm, waardoor het eenvoudiger is om te stapelen dan bij een bolle vorm. Dat komt doordat we een heel hoge energie gebruiken bij de laser. Wanneer je een lagere energie gebruikt, ontstaat juist een bolvorm.”

De nieuwe methode maakt het aantrekkelijk om koper te printen om chips met elkaar te verbinden. Zo wisselen ze data uit of worden ze elektrisch gevoed. Koper is aantrekkelijk omdat het elektriciteit geleidt en goedkoop is.

De druppels hebben een pannenkoekvorm en daarom kan je ze goed stapelen.
Caterina Guidoni

Laserstralen opdelen

De onderzoekers printen ontzettend klein: microdruppels van een nanometer tot tien micrometer. Daardoor kan je er natuurlijk nog niet snel van alles mee maken. “Denk bijvoorbeeld aan sieraden. Het is best mogelijk om een ring te maken, maar dit duurt ontzettend lang. Daarom willen we het proces versnellen om grotere objecten te maken. Bijvoorbeeld door de laserstraal in heel veel stralen op te delen, zodat we parallel veel druppels tegelijk maken. Een inktjet printer, die veel mensen thuis hebben staan, gaat vergelijkbaar te werk.” Dat apparaat maakt gebruik van heel veel spuitstukken, die de inkt op het papier aanbrengen.

De onderzoekers lieten al zien dat ze lijnen en pilaren kunnen maken. “Maar het is nog lastig om bruggen te creëren. Daarvoor moet geavanceerde apparatuur komen. Zodat je de druppels onder een bepaalde hoek op kan vangen of afschieten. We gaan de komende jaren de techniek nog verder ontwikkelen.”

Reageer