3D打印電子產(chǎn)品-5家突出的公司

 3D打印的電子組件和電路正在成為現(xiàn)實(shí)。了解如何將該工藝用于生產(chǎn)基本電子組件，電路和印刷電路板以及的公司。

1. Nano Dimension和Harris公司：3D印刷電路板

用于RF放大器的3D印刷電路板。

的通訊公司Harris Corporation使用專(zhuān)業(yè)的3D打印機(jī)，成功地在內(nèi)部創(chuàng)建了3D打印的射頻（RF）電子產(chǎn)品。他們的打印機(jī)Dragonfly Pro 2020來(lái)自的增材電子供應(yīng)商N(yùn)ano Dimension。

初步測(cè)試表明，3D打印RF印刷電路板（PCB）的性能可與常規(guī)制造的電路相媲美。結(jié)果將由Harris在即將舉行的IEEE無(wú)線(xiàn)電和無(wú)線(xiàn)研討會(huì)上介紹。

印刷品之一是將用于制造RF放大器的電路板。該P(yáng)CB還具有集成的3D打印天線(xiàn)。Nano Dimension的首席執(zhí)行官Amit Dror解釋說(shuō)，這一突破有助于加快原型制作速度，同時(shí)降低了研發(fā)成本。這允許創(chuàng)建更多的概念驗(yàn)證進(jìn)行測(cè)試。

還具有特定于產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)3D打印PCB，可以開(kāi)發(fā)出更小，更輕的天線(xiàn)和電路。由于電路靈活，電纜和連接器更少，包裝也變得更加簡(jiǎn)單。

Nano Dimension已經(jīng)獲得了進(jìn)一步開(kāi)發(fā)3D打印電子產(chǎn)品（即所謂的3DPE）的資金。他們將與Harris公司合作，演示雙面電路板和多層電路的3D打印。目的是減少為哈里斯太空通信系統(tǒng)分配數(shù)字，功率和RF信號(hào)的電路的尺寸，重量，功率和成本。

哈里斯公司（Harris Corp.）的Arthur C. Paolella博士說(shuō)：“內(nèi)部制造RF系統(tǒng)的能力為快速，經(jīng)濟(jì)地進(jìn)行原型設(shè)計(jì)和批量生產(chǎn)提供了令人興奮的新方法。” 他繼續(xù)解釋說(shuō)，研究結(jié)果為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)3D打印電子產(chǎn)品提供了實(shí)質(zhì)動(dòng)力。

 2. Optomec：氣溶膠噴射技術(shù)

在四個(gè)設(shè)備外殼上打印天線(xiàn)。

總部位于新墨西哥州的Optomec是電子3D打印機(jī)的制造商和分銷(xiāo)商。他們開(kāi)發(fā)了基于Aerosol-Jet的3D打印技術(shù)，該技術(shù)能夠在2D和3D基板上打印互連，跡線(xiàn)，甚至是被動(dòng)和主動(dòng)組件。他們聲稱(chēng)已經(jīng)成功印刷了電阻器，電容器，天線(xiàn)，傳感器和薄膜晶體管。

Aerosol Jet 3D打印過(guò)程使Optomec的電子打印機(jī)可以在各種基材上進(jìn)行打印，包括塑料，陶瓷和金屬結(jié)構(gòu)。它們還能夠打印到復(fù)雜的幾何圖形上。通過(guò)此過(guò)程，他們將3D打印的共形天線(xiàn)直接打印到移動(dòng)設(shè)備外殼上，從而降低了這些設(shè)備的復(fù)雜性，零件數(shù)量和成本。

Optomec還計(jì)劃積極參與物聯(lián)網(wǎng)（IoT）。對(duì)于這種“智能連接設(shè)備”，內(nèi)在需要傳感器和天線(xiàn)。Optomec的過(guò)程允許對(duì)滿(mǎn)足這些要求的IoT設(shè)備進(jìn)行快速設(shè)計(jì)和原型設(shè)計(jì)，從而為各種IoT應(yīng)用程序提供解決方案。該公司表示，他們的工藝可以減少制造步驟，降低相關(guān)成本，并提供更多的材料可能性。

3.加州大學(xué)伯克利分校：微電子學(xué)和無(wú)線(xiàn)傳感器

3D打印的電子組件。

加州大學(xué)伯克利分校的工程師和同事一直在研究3D打印微電子電路的系統(tǒng)。在他們的論文《用于集成電路和無(wú)源無(wú)線(xiàn)傳感器的3D打印微電子學(xué)》中，他們討論了這是如何實(shí)現(xiàn)的。

該團(tuán)隊(duì)成功地報(bào)告了3D打印無(wú)源微電子組件，包括電阻器，電容器和電感器，以及電路和無(wú)源無(wú)線(xiàn)傳感器。他們甚至生產(chǎn)了一個(gè)微型的.53 GHz發(fā)送器，它也可以用作無(wú)線(xiàn)傳感器。這些專(zhuān)用的無(wú)線(xiàn)傳感器已被證明可以有效地用作液態(tài)食品行業(yè)中的質(zhì)量控制組件（例如牛奶和果汁）。

使用FDM技術(shù)，多噴嘴系統(tǒng)和30μm的打印分辨率創(chuàng)建結(jié)構(gòu)。從印刷對(duì)象上取下支撐結(jié)構(gòu)后，將銀基懸浮液注入并固化以形成組件和互連。

一種可能的消費(fèi)者應(yīng)用是團(tuán)隊(duì)所稱(chēng)的“智能瓶蓋” ，就像牛奶或果汁紙箱上的瓶蓋一樣。其帶有集成無(wú)線(xiàn)傳感器的液體食品紙箱蓋可以報(bào)告內(nèi)容的新鮮度。

加州大學(xué)伯克利分校的工程師使用3D打印塑料和嵌入式電子設(shè)備創(chuàng)建了一個(gè)“智能瓶蓋”，以無(wú)線(xiàn)方式監(jiān)控牛奶的新鮮度。 

3D打印的智能帽。資料來(lái)源：伯克利新聞

4.杜克大學(xué)：導(dǎo)電熱塑性材料

使用導(dǎo)電熱塑性塑料的3D打印組件。

杜克大學(xué)的工程師正在使用雙材料FDM技術(shù)研究3D打印電子元件。他們的重點(diǎn)是注入石墨烯，炭黑和銅的導(dǎo)電熱塑性3D打印長(zhǎng)絲。

根據(jù)他們的論文“具有導(dǎo)電熱塑性細(xì)絲的3D打印電子元件和電路”，他們?nèi)〉昧艘恍┓浅７e極的成果。該團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)了3D打印電阻器，其電阻值跨越了三個(gè)數(shù)量級(jí)。

盡管石墨烯和炭黑材料已被證明有些脆，但注入銅的燈絲卻更具彈性。3D打印銅組件和印刷電路板走線(xiàn)可以彎曲500次以上，而不會(huì)斷裂或電阻值變化。這使得彈性撓性電路和組件的3D打印具有一定的可能性。

他們還表明，注入銅的熱塑性細(xì)絲在大于1 MHz的頻率下可能產(chǎn)生類(lèi)似于標(biāo)準(zhǔn)銅印刷電路板走線(xiàn)的阻抗，這是RF應(yīng)用的前提條件。

通過(guò)修改器件的幾何形狀和選擇打印材料，可以預(yù)期地調(diào)節(jié)其電容器和電感器。這些組件用于創(chuàng)建功能與傳統(tǒng)同類(lèi)產(chǎn)品相當(dāng)?shù)母咄V波器。

5. Adham Rabah：DIY PCB

3D打印蝕刻掩模和成品板。

該項(xiàng)目不在工業(yè)和研究領(lǐng)域之內(nèi)，但對(duì)3D打印電子的未來(lái)有很多看法?？磥?lái)3D打印電子產(chǎn)品已經(jīng)滲入業(yè)余愛(ài)好者和制造商空間。一個(gè)例子是Adham Rabah的3D打印PCB，他使用DIY 3D打印機(jī)生產(chǎn)了該P(yáng)CB。

阿達(dá)姆（Adham）解釋說(shuō)，在長(zhǎng)達(dá)一年的時(shí)間里，他花了很多努力才想出一種可靠的方法。為了找到可行的組合，他嘗試了多種不同的印刷材料，制造表面黏著劑和切片機(jī)配置。

Adham采用結(jié)合了新工藝和舊工藝的混合方法，由標(biāo)準(zhǔn)的覆銅酚醛板制造PCB。同時(shí)，他使用標(biāo)準(zhǔn)的PLA燈絲制造用于PCB蝕刻的覆銅板。通常，這將需要幾個(gè)額外的步驟，但是在這種情況下，它們將被3D打印機(jī)取代。

*一步是創(chuàng)建電路的乙酸鹽掩膜。簡(jiǎn)單地創(chuàng)建蒙版還需要幾個(gè)步驟。然后，您必須使用紫外線(xiàn)將醋酸鹽圖像投影到特殊的感光銅覆板上。這必須在沒(méi)有紫外線(xiàn)的環(huán)境中完成。另外，光敏板可能比Adham方法中使用的標(biāo)準(zhǔn)板貴得多。這使得他的方法更省時(shí)，更便宜。這是在制造商級(jí)別實(shí)現(xiàn)更經(jīng)濟(jì)快速的電子原型制作的組合。創(chuàng)客創(chuàng)新，取勝！