值得關注的電子產品3D打印技術
通過3D打印機進行電子產品外殼的快速原型在電子行業中已很常見，但3D打印技術在電子行業中的應用并非僅停留在電子產品的“表面”,更加令人興奮的應用是打印PCB（印刷電路板）和在多種基底上直接打印元器件。
雖然這些應用尚處于起步階段，但隨著技術的發展和導電油墨的成熟，這些應用是否將對現有的電子產品制造模式產生影響呢？我國作為PCB制造大國，這些新興的電子3D打印技術和應用是值得國內相關企業保持關注的。為此，3D科學谷將市場上出現的幾種具有創新性的電子產品3D打印技術以及它們的主要應用和優勢進行了整理。
打印PCB或具有功能性的電子產品
創新性的3D打印技術
Voxel8嵌入式電子3D打印技術
Voxel8是一款可以在室溫條件下打印嵌入式電子產品的3D打印機，基于材料擠出(Fused Fliament Fabrication)3D打印技術，可共同打印熱塑性塑料和高導電銀墨水來制造電子產品。這臺機器是由哈佛大學教授Jennifer A. Lewis開發的，首批交付的客戶包括Google先進科技與計劃部門。
Voxel8的團隊還聯合Autodesk開發了一款軟件Project Wire，通過這款軟件用戶可以導入現有的CAD 模型，然后為模型添加電子元器件和電路，電路可在3D模型上部或內部直接繪制。該軟件保證了電路能夠在打印層之間準確排列，并獲得最優導電率。Voxel8 3D打印機除了可以通過一次連續的打印任務創建一些簡單的電子部件之外，還可以通過很方便的停止/啟動功能，將一些外部部件在打印過程中嵌入對象，然后繼續打印，從而制造功能性的電子部件。
Voxel8 的3D打印技術可應用在PCB 快速原型、3D天線打印，以及在物體中嵌入傳感器等領域，為產品設計提供新的可能性，并能夠大大縮短電子產品從仿真到制造的時間。
Optomec 氣溶膠噴射3D打印技術
Optomec公司開發的Aerosol Jet氣溶膠噴射3D打印可以在嵌入式電子元件中打印微米級的3D聚合物和復合結構。Optomec的Aerosol Jet 5X設備可以在200mm×300mm×200mm的空間范圍打印10微米到1毫米寬的材料，五軸運動平臺可以加工包括導電油墨、粘合劑、聚合物、電介質等材料，從而可以制造表面不平坦的電子內件和印刷線路板。
早期使用Optomec氣溶膠噴射3D打印技術的客戶已經將該技術應用到智能設備和微流控領域。使用該技術可以在無需添加支撐結構的情況下使用光聚合物等材料打印出微米級的高縱橫比以及擁有不規則形狀的3D結構。通過將這些3D結構直接打印在天線、傳感器、半導體芯片、醫療設備或工業零部件等結構上，即可制造出功能性的電子組件。
MultiFab復合3D打印機
MultiFab可以打印多達10種材料，打印過程中可以將電子、電路和傳感器直接嵌入打印對象中，使其具有廣泛的應用領域，從備件到完整功能部件。MultiFab3D打印機是由麻省理工學院的計算機科學與人工智能實驗室的研究人員設計的。
嵌入的功能允許它打印復雜的電子件，消除了手動裝配的需要，降低成本和浪費。目前已經能夠打印智能手機的LED透鏡，其開放的技術潛力還包括醫療成像和消費電子領域。
CC3D連續復合材料3D打印技術
美國CC3D稱其技術的突破點是可以連續打印復合材料，并且可以快速地3D打印將各種纖維、金屬和塑料打印在一起，形成一個完整的、功能性電子部件。
CC3D已經打印了碳纖維、芳綸、玻璃纖維、纖維光學、連續銅線材料，3D打印機可配置多達16種不同材料的擠出機，光固化的過程將不同的材料“集合”在一起。CC3D的打印速度快，已經達到了每分鐘90英寸（約2.28米）的打印速度，最重要的是CC3D將創建造型的自由度和打印功能組件整合在一起來，完成產品打印的過程中同時完成電路的“鋪設”。
CC3D的3D打印技術目前已經進入到商業化階段，可應用的領域包括打印IoT智能物聯網設備的導電材料和絕緣材料，而這些物聯網設備在航空航天、汽車制造等行業中都可以找到應用的切入點。
Nano Dimension PCB 3D打印技術
Nano Dimension 致力于PCB產品原型的3D打印，并推出了可制造3D打印電路板原型的桌面級電子打印機DragonFly2020。
傳 統方式生產的復雜PCB板是使用數片雙面板，并在每層板間放進一層絕緣層后粘牢(壓合)而成，DragonFly2020 3D打印機則使用噴墨沉積與固化系統，在數小時內便可完成多層電路板的打印。該設備可同時打印兩種材料，全部使用Nano Dimension自主開發的AgCite納米顆粒導電銀油墨。Nano Dimension的打印材料專家能夠提取10-100+納米級純銀顆粒，通過控制納米顆粒的尺寸、形狀和離散實現最高水平的電導率、靈活性和附著力。
有哪些優勢？
知識產權保護
據3D科學谷的市場研究，在電子行業中PCB設計師在完成PCB的設計之后需要委托第三方進行原型制作。將產品設計外發就存在產品設計泄露的風險。但有了PCB 電路板3D打印技術，通過外包服務商進行快速原型就不再是唯一解決方案，產品設計師可以使用PCB 3D打印設備在企業內部完成產品的快速原型，對新產品的設計方案進行更加周密的保護。
促進產品迭代
相比將產品設計發給外包商等待PCB板的小批量原型，或者是通過外包商定制一些電子部件，電子產品設計師使用3D打印機直接進行快速原型或小批量生產，將會大大縮短交貨周期，促進產品快速迭代。
豐富的打印基底材料，促進物聯網的發展
3D打印電子技術比較有潛力的應用是在物聯網領域。物聯網設備中往往需要嵌入電路和傳感器，以實現數據的傳輸和物體的互聯，以上我們介紹過的幾種3D打印技術都有打印電路和傳感器領域的相關應用。
3D打印技術可在多種材質的基底上打印電路和傳感器，其中也包括在柔性物體上面實現這類應用，例如，Nano Dimension公司已嘗試在紡織物上打印電子元件和傳感器，它們是織物中不可分割的一部分，Nano Dimension還對紡織物的導電性、彈性、摩擦等方面進行了測試，測試結果表明3D打印銀導體具有足夠高的彈性，足以匹配紡織物的彈性。通過此類技術，就連柔軟的紡織物也具有成為物聯網設備的可能性，未來物聯網設備是否將隨處可見呢？
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(責任編輯：admin)
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