研究

近距离观察发展中的电子3D打印行业

电子3D打印是一个尚处于起步阶段的附加领域。由于有足够的空间进行潜在的商业竞争,从研究领域注意到该领域即将出现的发展是很有趣的。

上个月,3D打印行业发表了一篇关于阿尔帕索分校(UTEP)谁展示了三维打印体积电路,包括任何设计中的预制组件。

研究人员称之为“世界第一”,我想了解这一发展与其他已经上市的电子3D打印机的关系。

与CBO和PCB 3D打印公司联合创始人Simon Fried交谈纳米尺寸,我了解了UTEP研究与内部技术的关系蜻蜓20202020专业版3D打印机。

封装在聚合物内的3D打印导电线圈。通过纳米尺寸拍摄照片
封装在聚合物内的3D打印导电线圈。通过纳米尺寸拍摄照片

首先是原型设计,然后是生产

如前一节所述弗里德访谈录电子3D打印可被视为更广泛的添加剂制造行业中的一个发展子类别。这项技术的发展轨迹与聚合物和现在的金属相似,首先,原型然后是生产。

尽管仍处于原型应用领域,但非平面电子技术,即三维电子技术,占据着传统电子技术无法比拟的空间,是3D打印真正具有影响力的领域。由于具有非平面能力和集成电路,理论上3D印刷电子产品可以填充任何空间和形状任何形状。

正如弗里德所解释的,“零件内部的印刷电路痕迹是纳米尺寸的核心。”

电子计算机辅助设计

借助DragonFly 2020和2020 Pro系统,可以使用传统的PCB格式文件对PCB进行3D打印。“这样的零件是体积的,”Fried补充道,“作为PCB,外部是平面/方形/矩形的,内部是平面的。”

然而,Nano Dimension和UTEP研究之间的重叠之处在于,能够使用需要传统CAD软件的设计三维打印体积电路。对于纳米尺寸的体积,可通过该公司2018年初推出的Solidworks插件完成3D可打印PCB设计。

Fried以3D打印线圈和螺旋的形式给出了这种体积设计能力的示例,一个集成在电池粉末电磁铁中,另一个内部打印导电迹线,如下图所示。

非平面元件内的3D打印导电螺旋。通过纳米尺寸拍摄照片
非平面元件内的3D打印导电螺旋。通过纳米尺寸拍摄照片

集成、自动化、电子组装

Fried解释说,与Nano Dimension的3D印刷电路板形成对比的是,“UTEP案例中有趣且新颖的是零件的全3D外部形状。”这里Fried指的是UTEP设计电路(如下图所示)的果冻豆状形状,其中心也有一个孔。

Fried补充道:“我们目前不使用支撑材料,因此他们制作的外部几何体/形状与我们打印的不同,我们不做外部突出或凹陷。”

此外,在UTEP的3D打印部件的外表面上添加电气元件也很重要。Fried说:“这本身并不是一项创新,因为它已经是模制互连设备(MID)行业的一个现有工艺,但作为3D打印的一个集成步骤,它是新的。”然而,这项UTEP研究的特殊发展,Fried指出,该团队的3D打印系统及其生产的物理部件的展示尚未充分证实,毫无疑问,将在不久的将来发布一项研究。

UTEP 3D印刷体积电路的数字模型。通过UTEP/EM实验室截屏
UTEP 3D打印体积“果冻豆”电路的数字模型。通过UTEP/EM实验室截屏

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特色图片显示了一个三维打印导电线圈包裹在聚合物内。通过纳米尺寸拍摄照片