LAserdrivna Metalldroppar som möjliggör multimaterial 4D-printing (LAM-4D)

Syfte och mål

Målet för projektet är att skapa en ny metod för additiv tillverkning i metall, där en laser skjuter metalldroppar som placeras så att komponenter med voxel-liknande strukturer kan byggas upp. Denna kontaktlösa metod tillåter snabbt skifte av matningsmaterial så att multimaterialstrukturer möjliggörs. Koncept för möjlig multimaterialtillförsel har delvis utvecklats. Målen för projektet har endast delvis nåtts, men mycket ny kunskap har skapats. Utmaningar ligger i att repetitivt skapa lika stora droppar och att deponera dessa på rätt position.

Resultat och förväntade effekter

Skapandet av droppar och hur de med noggrannhet placeras på substrat har undersökts med speciell höghastighetskamerateknik. Ytspänningskrafterna är starka och materialberoende och motverkar delvis att droppar lossnar. En annan utmaning är hur dropparna med laserstråle skjuts mot substratet för god vidhäftning och precision, delvis begränsat av nuvarande tekniska systemen. De intermetalliska övergångarna mellan droppar har delvis undersökts. Eftersom resultat bara delvis nåtts kan de förväntade effekterna vid lyckad utveckling av metoden ännu ej nås.

Upplägg och genomförande

Att använda tillräckligt stark laserkälla och speciell höghastighetsfilmningsteknik visade sig vara nödvändigt för att utveckla denna metod. Över 200 experiment har utförts med olika tillvägagångssätt och metoden har gradvis utvecklats. En fungerande process för laserdrivna metalldroppar är en förutsättning, därför har de övriga målen i projektet bara delvis kunnat nås och uppskattas. Besluten för genomförande har varit befogade och har lett till att ny kunskap om laser-metallinteraktioner har skapats. Förbättrade kontrollsystem för fortsatta studier är rekommenderat.