脈沖微孔噴射技術及其在增材制造方面的應用*

董 偉，康世薇，魏宇婷，許富民，李鵬廷

（1.大連理工大學材料科學與工程學院，大連 116024；2. 遼寧省太陽能光伏系統重點實驗室，大連 116024）

脈沖微孔噴射技術是20世紀末提出的一種用于制備單分散微米級粒子的新型微滴制造技術，由日本東北大學的川崎研究室首創[1]。它基于噴墨打印的思想，利用壓電式電磁致動，實現了按需噴射。該技術可應用于熔融金屬、懸濁液等材料的液滴的制備。該技術最初的設想是應用于BGA封裝球的生產制備，隨著微精領域對高均一度、圓球度的微球的材料種類需求的不斷拓展，又開發出適用于高熔點材料的脈沖微孔噴射設備，大幅拓展了該技術的應用前景。

該方法目前可用于低熔點金屬材料、高熔點金屬材料、半導體材料及生體材料等材料的單分散粒子制備[2-4]，具有廣泛的應用范圍。該技術制得的單分散微米級粒子具有球形度高、粒徑均一、尺寸易控制的特點[5]；同時，該技術制備的粒子凝固環境一致，因此相同尺寸熔滴凝固熱歷史一致，組織結構相同。增材制造中原材料粉末質量在極大程度上決定了最終制件的質量，粉末的尺寸越均勻、圓球度越高，越容易鋪展成極薄且均勻的粉末，減少最終成型制件的缺陷。在日益精密化、復雜化的增材制造技術中，脈沖微孔噴射技術具有廣闊的應用前景及發展潛力。

脈沖微孔噴射技術原理

1 適用于低熔點材料的脈沖微孔噴射技術

在脈沖微孔技術發展的最初階段，開發出了適用于低熔點材料的脈沖微孔設備。……