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Concurrent Formation of Metallic Glass During Laser Forward Transfer 3D Printing

DOI:10.1002/adfm.202001260 期刊:Advanced Functional Materials 出版年份:2020 更新时间:2025-09-23 15:21:01
摘要: In recent years, bulk metallic glasses (BMGs) have drawn much research attention and are shown to be of industrial interest due to their superior mechanical properties and resistance to corrosion. In spite of the interest in harnessing MG for microelectromechanical systems devices, there are limitations in manufacturing such micrometer-scale structures. A novel approach for the fabrication of 3D MG structures using laser-induced forward transfer (LIFT) is demonstrated. Inherent tremendous cooling rates associated with the metal LIFT process (≈1010 k s?1) make the formation of a variety of BMGs accessible, including also various binary compositions. In this work, it is demonstrated that LIFT printing of ZrPd-based metallic glass microstructures can also be performed under ambient conditions. X-ray diffraction analysis of the printed structures reveals > 95% of amorphous metal phase. Taking advantage of the properties of BMG, high quality printing of high aspect ratio BMG pillars, and microbridges are demonstrated. It is also shown how a composite, amorphous-crystalline metal structure with a required configuration can be fabricated using multimaterial LIFT printing. The inherent high resolution of the method combined with the noncontact and multimaterial printing capacity makes LIFT a valuable additive manufacturing technique to produce metallic glass-based devices.
作者: Niv Gorodesky,Sharona Sedghani-Cohen,Marc Altman,Ofer Fogel,Gili Cohen-Taguri,Yafit Fleger,Zvi Kotler,Zeev Zalevsky
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Investigating the fabrication of 3D metallic glass (MG) structures using laser-induced forward transfer (LIFT) under ambient conditions, focusing on ZrPd-based metallic glass microstructures.

The study successfully demonstrates the LIFT printing of high-resolution 3D MG structures under ambient conditions, with over 95% amorphous metal phase. The method's high resolution and noncontact nature make it a valuable technique for additive manufacturing of MG-based devices.

The study is limited to ZrPd-based metallic glass and does not extensively explore the mechanical properties of the printed structures or the potential for other MG compositions.

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