三維列印多材料設備的新技術

2020-12-05 江蘇雷射產業創新聯盟

江蘇雷射聯盟導讀:

三維印刷技術有可能被用來製造各種具有複雜幾何形狀的物體,包括電子元件。然而,迄今為止開發的大多數3D列印方法僅僅被證明對於生產非功能材料是有效的,因為列印更複雜的結構,包括電子設備,將需要幾個生產階段和更苛刻的程序。

用研究人員的方法印刷的艾菲爾鐵塔般的三維結構

加州大學洛杉磯分校、維吉尼亞理工大學和空軍研究實驗室的研究人員最近設計了一種新的三維立體印刷生產由不同材料製成的電子器件的方法。他們的方法發表在2006年的一篇論文中自然電子學,可以在一個步驟中實現複雜電子結構的三維列印。

目前的電子設備,包括集成電路、天線和傳感器,都局限於二維規劃模式,」進行這項研究的研究人員之一鄭曉瑜告訴Phys.org。「然而,對於曲面上的非平面三維設備或電路、傳感器陣列和天線,或者封裝在複雜的三維形狀和架構中的非平面三維設備或電路,需求日益增長。然而,沒有任何現有的方法可以有效地實現這一點。」

大多數現有的三維列印方法使用一種被稱為「氣溶膠噴射」和/或直接書寫技術的過程。這些方法通常需要多個印刷步驟、嵌入程序和複雜的油墨配方。

使用研究人員的方法列印的基於三維陀螺的三維結構

在某些情況下,它們還需要集成多種印刷方法,這大大延長了製造時間。因此,這些技術遠非高速生產功能電子器件和複雜三維結構的理想選擇。

鄭和他的同事設計了一種方法,可以克服這些以前開發的三維列印技術的局限性。他們的方法是在任意三維布局中大量沉積幾種功能材料,在一個印刷步驟中製造出電子器件。

研究者公布了一種策略,通過選擇性地控制三維印刷物體表面電荷的位置和類型,快速製造出任意多材料電子器件,然後利用這些電子器件沉積基於局部靜電引力的功能材料。「金屬觸點可以選擇性地沉積在預定的位置,形成特徵尺寸小於10微米並且速率為26,000毫米的電子電路和電極2h–1——比其他方法快許多倍,例如多流程列印(11 mm2h–1),墨水書寫(113 mm2 h–1)或氣溶膠噴射印刷(5,600 mm2h–1)。"

本文來源:Ingrid Fadelli , Phys.org

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