3D打印电子产品-5家突出的公司

 3D打印的电子组件和电路正在成为现实。了解如何将该工艺用于生产基本电子组件,电路和印刷电路板以及的公司。

1. Nano Dimension和Harris公司:3D印刷电路板

用于RF放大器的3D印刷电路板。

的通讯公司Harris Corporation使用专业的3D打印机,成功地在内部创建了3D打印的射频(RF)电子产品。他们的打印机Dragonfly Pro 2020来自的增材电子供应商Nano Dimension。

初步测试表明,3D打印RF印刷电路板(PCB)的性能可与常规制造的电路相媲美。结果将由Harris在即将举行的IEEE无线电和无线研讨会上介绍。

印刷品之一是将用于制造RF放大器的电路板。该PCB还具有集成的3D打印天线。Nano Dimension的首席执行官Amit Dror解释说,这一突破有助于加快原型制作速度,同时降低了研发成本。这允许创建更多的概念验证进行测试。

还具有特定于产品的优势。通过3D打印PCB,可以开发出更小,更轻的天线和电路。由于电路灵活,电缆和连接器更少,包装也变得更加简单。

Nano Dimension已经获得了进一步开发3D打印电子产品(即所谓的3DPE)的资金。他们将与Harris公司合作,演示双面电路板和多层电路的3D打印。目的是减少为哈里斯太空通信系统分配数字,功率和RF信号的电路的尺寸,重量,功率和成本。

哈里斯公司(Harris Corp.)的Arthur C. Paolella博士说:“内部制造RF系统的能力为快速,经济地进行原型设计和批量生产提供了令人兴奋的新方法。” 他继续解释说,研究结果为进一步开发3D打印电子产品提供了实质动力。

3D打印电子产品-5家突出的公司

 2. Optomec:气溶胶喷射技术

在四个设备外壳上打印天线。

总部位于新墨西哥州的Optomec是电子3D打印机的制造商和分销商。他们开发了基于Aerosol-Jet的3D打印技术,该技术能够在2D和3D基板上打印互连,迹线,甚至是被动和主动组件。他们声称已经成功印刷了电阻器,电容器,天线,传感器和薄膜晶体管。

Aerosol Jet 3D打印过程使Optomec的电子打印机可以在各种基材上进行打印,包括塑料,陶瓷和金属结构。它们还能够打印到复杂的几何图形上。通过此过程,他们将3D打印的共形天线直接打印到移动设备外壳上,从而降低了这些设备的复杂性,零件数量和成本。

Optomec还计划积极参与物联网(IoT)。对于这种“智能连接设备”,内在需要传感器和天线。Optomec的过程允许对满足这些要求的IoT设备进行快速设计和原型设计,从而为各种IoT应用程序提供解决方案。该公司表示,他们的工艺可以减少制造步骤,降低相关成本,并提供更多的材料可能性。

3.加州大学伯克利分校:微电子学和无线传感器

3D打印的电子组件。

加州大学伯克利分校的工程师和同事一直在研究3D打印微电子电路的系统。在他们的论文《用于集成电路和无源无线传感器的3D打印微电子学》中,他们讨论了这是如何实现的。

该团队成功地报告了3D打印无源微电子组件,包括电阻器,电容器和电感器,以及电路和无源无线传感器。他们甚至生产了一个微型的.53 GHz发送器,它也可以用作无线传感器。这些专用的无线传感器已被证明可以有效地用作液态食品行业中的质量控制组件(例如牛奶和果汁)。

使用FDM技术,多喷嘴系统和30μm的打印分辨率创建结构。从印刷对象上取下支撑结构后,将银基悬浮液注入并固化以形成组件和互连。

一种可能的消费者应用是团队所称的“智能瓶盖” ,就像牛奶或果汁纸箱上的瓶盖一样。其带有集成无线传感器的液体食品纸箱盖可以报告内容的新鲜度。

加州大学伯克利分校的工程师使用3D打印塑料和嵌入式电子设备创建了一个“智能瓶盖”,以无线方式监控牛奶的新鲜度。 

3D打印的智能帽。资料来源:伯克利新闻

4.杜克大学:导电热塑性材料

使用导电热塑性塑料的3D打印组件。

杜克大学的工程师正在使用双材料FDM技术研究3D打印电子元件。他们的重点是注入石墨烯,炭黑和铜的导电热塑性3D打印长丝。

根据他们的论文“具有导电热塑性细丝的3D打印电子元件和电路”,他们取得了一些非常积极的成果。该团队生产了3D打印电阻器,其电阻值跨越了三个数量级。

尽管石墨烯和炭黑材料已被证明有些脆,但注入铜的灯丝却更具弹性。3D打印铜组件和印刷电路板走线可以弯曲500次以上,而不会断裂或电阻值变化。这使得弹性挠性电路和组件的3D打印具有一定的可能性。

他们还表明,注入铜的热塑性细丝在大于1 MHz的频率下可能产生类似于标准铜印刷电路板走线的阻抗,这是RF应用的前提条件。

通过修改器件的几何形状和选择打印材料,可以预期地调节其电容器和电感器。这些组件用于创建功能与传统同类产品相当的高通滤波器。

5. Adham Rabah:DIY PCB

3D打印蚀刻掩模和成品板。

该项目不在工业和研究领域之内,但对3D打印电子的未来有很多看法。看来3D打印电子产品已经渗入业余爱好者和制造商空间。一个例子是Adham Rabah的3D打印PCB,他使用DIY 3D打印机生产了该PCB。

阿达姆(Adham)解释说,在长达一年的时间里,他花了很多努力才想出一种可靠的方法。为了找到可行的组合,他尝试了多种不同的印刷材料,制造表面黏着剂和切片机配置。

Adham采用结合了新工艺和旧工艺的混合方法,由标准的覆铜酚醛板制造PCB。同时,他使用标准的PLA灯丝制造用于PCB蚀刻的覆铜板。通常,这将需要几个额外的步骤,但是在这种情况下,它们将被3D打印机取代。

*一步是创建电路的乙酸盐掩膜。简单地创建蒙版还需要几个步骤。然后,您必须使用紫外线将醋酸盐图像投影到特殊的感光铜覆板上。这必须在没有紫外线的环境中完成。另外,光敏板可能比Adham方法中使用的标准板贵得多。这使得他的方法更省时,更便宜。这是在制造商级别实现更经济快速的电子原型制作的组合。创客创新,取胜!

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