3D打印電子產品-5家突出的公司

 3D打印的電子組件和電路正在成為現實。了解如何將該工藝用于生產基本電子組件,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使用專業的3D打印機,成功地在內部創建了3D打印的射頻(RF)電子產品。他們的打印機Dragonfly Pro 2020來自的增材電子供應商Nano Dimension。

初步測試表明,3D打印RF印刷電路板(PCB)的性能可與常規制造的電路相媲美。結果將由Harris在即將舉行的IEEE無線電和無線研討會上介紹。

印刷品之一是將用于制造RF放大器的電路板。該PCB還具有集成的3D打印天線。Nano Dimension的首席執行官Amit Dror解釋說,這一突破有助于加快原型制作速度,同時降低了研發成本。這允許創建更多的概念驗證進行測試。

還具有特定于產品的優勢。通過3D打印PCB,可以開發出更小,更輕的天線和電路。由于電路靈活,電纜和連接器更少,包裝也變得更加簡單。

Nano Dimension已經獲得了進一步開發3D打印電子產品(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分配數字,功率和RF信號的電路的尺寸,重量,功率和成本。

哈里斯公司(Harris Corp.)的Arthur C. Paolella博士說:“內部制造RF系統的能力為快速,經濟地進行原型設計和批量生產提供了令人興奮的新方法。” 他繼續解釋說,研究結果為進一步開發3D打印電子產品提供了實質動力。

3D打印電子產品-5家突出的公司

 2. Optomec:氣溶膠噴射技術

在四個設備外殼上打印天線。

總部位于新墨西哥州的Optomec是電子3D打印機的制造商和分銷商。他們開發了基于Aerosol-Jet的3D打印技術,該技術能夠在2D和3D基板上打印互連,跡線,甚至是被動和主動組件。他們聲稱已經成功印刷了電阻器,電容器,天線,傳感器和薄膜晶體管。

Aerosol Jet 3D打印過程使Optomec的電子打印機可以在各種基材上進行打印,包括塑料,陶瓷和金屬結構。它們還能夠打印到復雜的幾何圖形上。通過此過程,他們將3D打印的共形天線直接打印到移動設備外殼上,從而降低了這些設備的復雜性,零件數量和成本。

Optomec還計劃積極參與物聯網(IoT)。對于這種“智能連接設備”,內在需要傳感器和天線。Optomec的過程允許對滿足這些要求的IoT設備進行快速設計和原型設計,從而為各種IoT應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,降低相關成本,并提供更多的材料可能性。

3.加州大學伯克利分校:微電子學和無線傳感器

3D打印的電子組件。

加州大學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。在他們的論文《用于集成電路和無源無線傳感器的3D打印微電子學》中,他們討論了這是如何實現的。

該團隊成功地報告了3D打印無源微電子組件,包括電阻器,電容器和電感器,以及電路和無源無線傳感器。他們甚至生產了一個微型的.53 GHz發送器,它也可以用作無線傳感器。這些專用的無線傳感器已被證明可以有效地用作液態食品行業中的質量控制組件(例如牛奶和果汁)。

使用FDM技術,多噴嘴系統和30μm的打印分辨率創建結構。從印刷對象上取下支撐結構后,將銀基懸浮液注入并固化以形成組件和互連。

一種可能的消費者應用是團隊所稱的“智能瓶蓋” ,就像牛奶或果汁紙箱上的瓶蓋一樣。其帶有集成無線傳感器的液體食品紙箱蓋可以報告內容的新鮮度。

加州大學伯克利分校的工程師使用3D打印塑料和嵌入式電子設備創建了一個“智能瓶蓋”,以無線方式監控牛奶的新鮮度。 

3D打印的智能帽。資料來源:伯克利新聞

4.杜克大學:導電熱塑性材料

使用導電熱塑性塑料的3D打印組件。

杜克大學的工程師正在使用雙材料FDM技術研究3D打印電子元件。他們的重點是注入石墨烯,炭黑和銅的導電熱塑性3D打印長絲。

根據他們的論文“具有導電熱塑性細絲的3D打印電子元件和電路”,他們取得了一些非常積極的成果。該團隊生產了3D打印電阻器,其電阻值跨越了三個數量級。

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可以彎曲500次以上,而不會斷裂或電阻值變化。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,注入銅的熱塑性細絲在大于1 MHz的頻率下可能產生類似于標準銅印刷電路板走線的阻抗,這是RF應用的前提條件。

通過修改器件的幾何形狀和選擇打印材料,可以預期地調節其電容器和電感器。這些組件用于創建功能與傳統同類產品相當的高通濾波器。

5. Adham Rabah:DIY PCB

3D打印蝕刻掩模和成品板。

該項目不在工業和研究領域之內,但對3D打印電子的未來有很多看法??磥?D打印電子產品已經滲入業余愛好者和制造商空間。一個例子是Adham Rabah的3D打印PCB,他使用DIY 3D打印機生產了該PCB。

阿達姆(Adham)解釋說,在長達一年的時間里,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配置。

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

*一步是創建電路的乙酸鹽掩膜。簡單地創建蒙版還需要幾個步驟。然后,您必須使用紫外線將醋酸鹽圖像投影到特殊的感光銅覆板上。這必須在沒有紫外線的環境中完成。另外,光敏板可能比Adham方法中使用的標準板貴得多。這使得他的方法更省時,更便宜。這是在制造商級別實現更經濟快速的電子原型制作的組合。創客創新,取勝!

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