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        未來手機直接打印出來 3D打印技術將實用化

        日期: 2018-05-13  來源:51模材  點擊數:  

          據國外媒體報道,隨著3D打印電子產品的技術出現,人們制造電子產品的方式也發生了革命性的變化。在未來,我們有可能利用這項新的技術來直接打印出手機。


          3D打印技術的出現


          打開任何電子設備,你就會看到里面有電路板、元件和電線。將這些東西組裝成像手機這樣的產品,這可能是一個令人感覺乏味且勞動量密集的過程,這項任務通常會分包給勞動力低廉的國家?,F在,3D打印電子產品的新技術已經出現。這使得人們有可能將電路和元件打印到產品零部件中,例如手機的外殼。這有可能革新電子產品制造的方式。


        3D打印


          打印電子產品并不是什么新鮮事。屏幕打印、平板印刷、噴墨打印以及其他打印方法很久以來就一直被用于生產電路板和元件。但是,這些技術正在飛速地發展,現在能將電子產品打印到更多的平面上。在最新的發展中,電子產品打印技術結合了“累積制造”(additive manufacturing)技術,即利用著名的3D打印機來制造實物,一次打印一層。


          打印電子產品需要具有電子屬性的“墨粉”,因為它能夠充當導體、電阻或半導體。這些墨粉的用途越來越廣。美國公司施樂就在開發這樣的墨粉,該公司負責生產辦公設備和商用打印機。它在加拿大的研究中心已開發出了一種銀墨,能用來將電路直接打印到像塑料或紡織品這樣的材料上。


          相對于常用于電路中的銅來說,銀是更好的導體。但是,銀的打印成本很高,而且很復雜。它的熔點在962°C。然而,施樂將金屬銀制成了大小僅有5納米(10億分之一米)的銀墨,而銀墨的熔點不到140°C。這就讓它能用噴墨打印機和其他打印機進行打印,而且成本還相對較低,實驗室研究部的主任保羅-史密斯(Paul Smith)說。這個過程僅需要極少量的銀,而且不會有什么浪費,與化學腐蝕加工不同。


          各種應用剛剛興起


          施樂位于美國加利福尼亞州帕羅奧圖市的PARC研究中心,正在開發各種新的方法來使用這樣的墨粉。這些方法能夠為不同的元件打印電路,包括柔性顯示屏、傳感器和射頻防盜標簽天線。PARC研究中心打印電子產品部門的經理朱諾斯-威勒什(Janos Veres)稱,隨著累積制造技術的出現,人們有可能將這些東西直接打印到產品上。


          這包括各種形狀復雜的產品。位于新墨西哥阿爾布開克的Optomec公司,已為各個不同的行業開發出了累積制造系統。它能將電子產品直接打印到眼鏡上,從而“增強現實”;它能制造出內置有電子產品的塑料水池,能夠測量水的深淺,并自動進行調節;它能在軍隊裝甲車上打印傳感器;或在和手機外殼上打印天線。


          在最近的三方關系中,Optomec公司與美國無人飛行器制造商Aurora Flight Sciences和美國明尼阿波利斯的3D打印公司Stratasys合作,為小型無人飛機生產“智能機翼”。這些機翼使用的是熱塑性材料,利用Stratasys公司的3D打印機制造而成。然后,Optomec公司利用它稱之為Aerosol Jet的流程來打印機翼上的電路、傳感器和天線。這樣的技術將允許人們定制特殊用途的輕質無人飛機,并按需進行打印。


          Optomec公司的Aerosol Jet與噴墨打印技術極為不同。Aerosol Jet先將納米粒打印材料變成霧狀,然后直接用噴嘴形成急流。這個噴嘴能放在距離表面五毫米的地方,從而噴出各種不規則的形狀。噴嘴和裝打印材料的托盤均能夠從不同角度進行操作,從而制作出3D的結構。這種系統能夠利用各種不同的材料打印出不到百分之一毫米的電子產品。


          未來或可打印手機


          Optomec 公司的首席執行官大衛-拉馬希(Dave Ramahi)稱,3D打印電子產品不是用各種不同的元件來組裝產品,而是用一個機器來打印整個產品。但是,他認為,要讓這項技術變成主流,它需要創造性地進行商業化。這就是說將它應用于批量生產過程中,例如在手機外殼上打印天線。很多手機可使用各種不同的天線連接到不同的無線電通信網中,因此,這就為內置傳統電子產品留出了更多空間。這項技術的一些商業應用還不到一年時間。


          那么,用手機的全部電子器件來打印一部完整的手機到底有多難呢?Optomec公司正在探索積極的辦法。除了天線,它還需要打印屏幕電路、3D芯片連接、多層電路和觸摸屏。而且,它還可能需要打印電池。最大的挑戰將是打印芯片,也就是手機的大腦。這包括在一平方毫米的地方集中放置數百萬個晶體管。打印電路等部件意味著手機可能會變得更薄,其材料和組裝成本可能會更低。


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