歐盟與Neotech推動(dòng)多材料復(fù)合3D打印在電子領(lǐng)域的應(yīng)用

印刷電子是一種基于印刷原理的新興電子增材制造技術(shù)，其原理在于利用噴墨、氣溶膠噴射、材料擠出等印刷手段將導(dǎo)電、介點(diǎn)火半導(dǎo)體性質(zhì)的材料轉(zhuǎn)移到基底上，從而制造出電子器件與系統(tǒng)。近期，Neotech AMT 宣布，通過(guò)兩個(gè)新的研究項(xiàng)目進(jìn)一步推動(dòng)3D打印電子制造技術(shù)的發(fā)展，涉及到的制造技術(shù)包括3D打印塑料結(jié)構(gòu)與電子多材料復(fù)合3D打印工藝，以及3D打印陶瓷工藝。

德國(guó)Neotech AMT是其中一家提供3D打印電子制造技術(shù)的企業(yè)，所提供的3D打印電子制造設(shè)備應(yīng)用范圍從電子產(chǎn)品的快速原型制造到批量生產(chǎn), 其5軸制造設(shè)備集成了氣溶膠噴射（Aerosol Jet®）3D打印頭。

多材料與陶瓷3D打印研究項(xiàng)目
Neotech AMT 現(xiàn)有的3D打印電子制造技術(shù)，主要是基于集成了氣溶膠噴射（Aerosol Jet®）3D打印頭的5軸系統(tǒng)。 Neotech AMT 通過(guò)該技術(shù)開發(fā)的主要應(yīng)用包括3D打印移動(dòng)設(shè)備的共形天線，3D模制互聯(lián)設(shè)備，3D打印電路和傳感器。

Netech AMT 表示通過(guò)3D打印技術(shù)直接印刷移動(dòng)設(shè)備的天線，能夠提高設(shè)計(jì)靈活性，減少設(shè)備產(chǎn)品厚度。作為一種數(shù)字驅(qū)動(dòng)的工藝，電路的制造過(guò)程無(wú)需模具和特殊塑料樹脂以及電鍍工藝。新產(chǎn)品開發(fā)的交付時(shí)間，初始樣品交付或產(chǎn)品設(shè)計(jì)更改的成本得以降低。

近期，Neotech AMT 參與的其中一個(gè)研究項(xiàng)目是歐盟的PENTA項(xiàng)目，該項(xiàng)目的目標(biāo)是開發(fā)一種3D打印聚合物與3D打印電子制造的多材料復(fù)合3D打印制造工藝。除了制造技術(shù)本身，該工藝還將整合質(zhì)量監(jiān)控和在線測(cè)試的流程。PENTA項(xiàng)目項(xiàng)目的成果之一是通過(guò)復(fù)合3D打印制造工藝制造功能集成的電氣產(chǎn)品原型，如LED、汽車自適應(yīng)傳感器原型。

Neotech AMT 參與的另一個(gè)項(xiàng)目是歐盟Manunet 計(jì)劃。這一項(xiàng)目將主要關(guān)注用于電子領(lǐng)域的陶瓷3D打印技術(shù)。 3D打印陶瓷材料據(jù)歐高耐熱性能，可應(yīng)用在極端的環(huán)境中。Neotech 公司表示這兩個(gè)新項(xiàng)目將進(jìn)一步擴(kuò)展其3D打印技術(shù)，推動(dòng)3D打印技術(shù)在電子工業(yè)中的應(yīng)用。


3D打印技術(shù)在電子行業(yè)中的應(yīng)用尚處于早期階段，目前主要是用于電子產(chǎn)品的快速原型，市場(chǎng)上推出的電子專用3D打印機(jī)主要應(yīng)用是PCB的快速原型制造，這些打印機(jī)廠商提供配套的導(dǎo)電打印材料。然而也有少數(shù)的應(yīng)用已經(jīng)超越原型制造，走向了電子產(chǎn)品批量生產(chǎn),如：共形天線，傳感器。從長(zhǎng)期來(lái)看，3D打印在電子零件制造和封裝領(lǐng)域的市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到數(shù)十億美元。

根據(jù)市場(chǎng)研究，在國(guó)際市場(chǎng)上，Voxel8 和Multifab均已推出了多材料復(fù)合3D打印電子設(shè)備，其應(yīng)用范圍包括PCB 快速原型、天線、結(jié)構(gòu)性電子產(chǎn)品、超聲波傳感器等。這類工藝能夠?qū)崿F(xiàn)在打印過(guò)程中暫停，并嵌入其他部件。謝菲爾德大學(xué)與波音合作的先進(jìn)制造研究中心研發(fā)的全自動(dòng)化復(fù)合3D打印工藝已取得階段性成果，通過(guò)該工藝能夠?qū)崿F(xiàn)在3D打印過(guò)程中嵌入電子元器件，直接制造出嵌入式的電子產(chǎn)品，例如帶嵌入式電子元器件的無(wú)人機(jī)。

在陶瓷3D打印在電子領(lǐng)域的一個(gè)典型應(yīng)用是高溫陶瓷傳感器。在這方面，GE公司已帥先申請(qǐng)了專利，專利中公開了用于制造渦輪機(jī)部件上的應(yīng)變傳感器的方法。應(yīng)變傳感器的陶瓷粉體通過(guò)自動(dòng)化的3D打印增材制造工藝沉積到葉片表面上，陶瓷材料可以包括熱障涂層如氧化釔及穩(wěn)定的氧化鋯。而完成應(yīng)變傳感器的制造則需要不同設(shè)備之間的配合，包括氣溶膠噴射3D打印設(shè)備、微噴機(jī)，以及 MesoScribe Technologies技術(shù)公司的等離子噴涂設(shè)備MesoPlasma。

來(lái)源：3D科學(xué)谷
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