麻省理工發(fā)明內(nèi)置3D打印電子元件的新方法
時間：2019-09-20 11:48 來源：中國3D打印網(wǎng) 作者：中國3D打印網(wǎng) 閱讀：次
中國3D打印網(wǎng)9月20日訊，打印電子設(shè)備的創(chuàng)新促成了3D打印的替代方法和令人興奮的應(yīng)用的開發(fā)，重點是印刷方法和油墨材料。這是一個不斷發(fā)展和不斷發(fā)展的領(lǐng)域，它承諾降低成本以及創(chuàng)新功能的機會，而傳統(tǒng)電子產(chǎn)品的成本往往更高。想象一下，能夠使用包含探測器的燈絲3D打印整個模型飛機機翼，同進還可以檢測任何微觀裂縫是多少有意義的事。
這就是麻省理工學(xué)院研究人員一直致力于開發(fā)的一種新方法，該方法使用標(biāo)準(zhǔn)3D打印機生成功能設(shè)備，其中嵌入了電子設(shè)備。這些設(shè)備由含有多種互連材料的纖維制成，可以照亮，感知周圍環(huán)境，儲存能量等。
根據(jù)麻省理工學(xué)院研究人員描述的新3D打印方法，3D形狀因子形狀的功能系統(tǒng)的設(shè)計和制造可以實現(xiàn)光子學(xué)，傳感，儲能和電子等多個領(lǐng)域的應(yīng)用。然而，到目前為止，印刷不同材料類別來制造電子器件本身就是一項復(fù)雜的制造挑戰(zhàn)，因為不同的印刷方法是專門為各種材料類別開發(fā)的。研究人員的替代方法聲稱超越了其中一些傳統(tǒng)障礙。
雖然模型（飛機）機翼中使用的細(xì)絲包含八種不同的材料，但原則上它們可能含有更多。在這項工作之前，一臺能夠在單一平臺上沉積金屬，半導(dǎo)體和聚合物的打印機仍然不存在，因為打印這些材料需要不同的硬件和技術(shù)。該系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的3D打印機，配備一個特殊的噴嘴和一種新的長絲，以取代通常的單材料聚合物長絲，通常在從打印機的噴嘴擠出之前完全融化。研究人員的新燈絲具有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由不同的材料組成，排列精確，外面是聚合物包層。
根據(jù)麻省理工學(xué)院的說法，在新改造的打印機中，噴嘴在較低溫度下工作，并且比傳統(tǒng)打印機更快地拉動燈絲，使得只有其外層部分熔化。內(nèi)部保持涼爽和堅固，其嵌入式電子功能不受影響。以這種方式，表面熔化剛好足以使其在印刷過程中牢固地粘附到相鄰的長絲上，以產(chǎn)生堅固的3D結(jié)構(gòu)。
該團隊使用的打印機是RoVa3D多噴嘴打印機，這是一種標(biāo)準(zhǔn)類型的3D打印機，稱為熔融沉積建模（FDM，材料擠出）打印機，已經(jīng)可以在許多實驗室，辦公室甚至家庭中找到。雖然用于生成和讀取用于打印的g代碼的軟件是Slic3r和Prometheus。熱端由不銹鋼管組成，長度可達2毫米，并由鎳鉻合金線加熱。然后在熱端和熱端上方的區(qū)域之間插入高溫絕緣帶。
這就是麻省理工學(xué)院研究人員一直致力于開發(fā)的一種新方法，該方法使用標(biāo)準(zhǔn)3D打印機生成功能設(shè)備，其中嵌入了電子設(shè)備。這些設(shè)備由含有多種互連材料的纖維制成，可以照亮，感知周圍環(huán)境，儲存能量等。
根據(jù)麻省理工學(xué)院研究人員描述的新3D打印方法，3D形狀因子形狀的功能系統(tǒng)的設(shè)計和制造可以實現(xiàn)光子學(xué)，傳感，儲能和電子等多個領(lǐng)域的應(yīng)用。然而，到目前為止，印刷不同材料類別來制造電子器件本身就是一項復(fù)雜的制造挑戰(zhàn)，因為不同的印刷方法是專門為各種材料類別開發(fā)的。研究人員的替代方法聲稱超越了其中一些傳統(tǒng)障礙。
雖然模型（飛機）機翼中使用的細(xì)絲包含八種不同的材料，但原則上它們可能含有更多。在這項工作之前，一臺能夠在單一平臺上沉積金屬，半導(dǎo)體和聚合物的打印機仍然不存在，因為打印這些材料需要不同的硬件和技術(shù)。該系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的3D打印機，配備一個特殊的噴嘴和一種新的長絲，以取代通常的單材料聚合物長絲，通常在從打印機的噴嘴擠出之前完全融化。研究人員的新燈絲具有復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由不同的材料組成，排列精確，外面是聚合物包層。
根據(jù)麻省理工學(xué)院的說法，在新改造的打印機中，噴嘴在較低溫度下工作，并且比傳統(tǒng)打印機更快地拉動燈絲，使得只有其外層部分熔化。內(nèi)部保持涼爽和堅固，其嵌入式電子功能不受影響。以這種方式，表面熔化剛好足以使其在印刷過程中牢固地粘附到相鄰的長絲上，以產(chǎn)生堅固的3D結(jié)構(gòu)。
該團隊使用的打印機是RoVa3D多噴嘴打印機，這是一種標(biāo)準(zhǔn)類型的3D打印機，稱為熔融沉積建模（FDM，材料擠出）打印機，已經(jīng)可以在許多實驗室，辦公室甚至家庭中找到。雖然用于生成和讀取用于打印的g代碼的軟件是Slic3r和Prometheus。熱端由不銹鋼管組成，長度可達2毫米，并由鎳鉻合金線加熱。然后在熱端和熱端上方的區(qū)域之間插入高溫絕緣帶。
這種方法比目前制造3D設(shè)備的任何其他方法快三倍，并且與所有3D打印機一樣，它提供了比典型制造方法更多的可生產(chǎn)形式的靈活性。這種方法獨特于3D打印，能夠構(gòu)建任何自由形狀的設(shè)備，這是目前為止無法通過任何其他方法實現(xiàn)的。
中國3D打印網(wǎng)點評：
就在幾天前，麻省理工學(xué)院的計算機科學(xué)和人工智能實驗室團隊發(fā)布了另一種用于3D打印工作的墨水，這是一種可重新編程的墨水，在暴露于紫外線和其他光源時會改變顏色。它被稱為PhotoChromeleon系統(tǒng)，由噴涂在物體表面的眾多染料組成，可根據(jù)需要改變顏色。隨著功能設(shè)計的創(chuàng)作，麻省理工學(xué)院肯定會迅速發(fā)展，從而進一步推動3D打印技術(shù)的發(fā)展。 具有嵌入式電路的燈絲顯示出許多前景，它們可用于印刷生物醫(yī)學(xué)和機器人設(shè)備的復(fù)雜形狀。
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