电子产品

UCLA研究人员开发了一种更有效的3D印刷电子产品方法

由研究人员团队制定了生产3D印刷电子产品的基本上更快的手段加州大学洛杉矶分校(加州大学洛杉矶分校)。这种新方法比传统技术快近5倍,有潜力扩大增材制造在消费电子领域的应用,如高级假肢、超材料、天线和软机器人。

UCLA研究团队的新型两步方法涉及衬里3D印刷形状具有静电电荷,并将其反复浸入与电子导电材料混合的树脂中。树脂被印刷形状吸引,并且每个浸渍在形状上产生附加层,直到形成3D结构。这可以通过减少技术在技术之间切换的时间来改善生产时间,如现有的多过程方法所必需的那样。

UCLA研究人员声称他们的新手技术可用于生产消费电子产品(图为)的天线。照片通过UCLA。
UCLA研究人员声称他们的新手技术可用于生产消费电子产品(图为)的天线。照片通过UCLA。

新的3D打印技术

许多现代手机和笔记本电脑包含二维电子元件,如传感器和天线,使用3D打印来生产这些部件,以取代传统的制造方法,有许多潜在的好处。3D打印机能够产生传统方法无法实现的曲线和形状,这不仅可以节省设备内部空间,还提供了改进和开发其内部组件的机会。

然而,研究人员声明3D印刷电子器件未得到广泛使用,因为当前的多处理制造方法需要打印暂停以改变技术。此外,目前用于该过程中使用的各个墨水对于所选择的3D打印技术,需要优化,需要进行新材料的显着开发时间。这延长了整体制造时间,并限制了技术在创建复杂的3D电极接口和几何形状时的应用。

作为回应,UCLA的Samueli工程学院已经设计了两步方法,可在任何预编程的3D形状或设计中显着减少生产3D印刷电子产品所需的生产时间。在第一步中,该团队使用单一光学3D打印机与预先编程的静电电荷进行图案3D形状。然后将3D印刷片浸入含有溶解铜的溶液中,该溶解铜,其是电子传导的,并且材料几乎立即开始组织并粘附到设计的形状上。

得到的沉积在26,000毫米时钟出钟2H1,它几乎比气溶胶喷射打印(第二快的技术)快5倍
5,600毫米
2h1。这种更快的新方法允许零件的生产细节小到零点几毫米大小。利用静电吸引,该方法能够立即将导电材料编程成任何预先设计的3D特征。它还提供了在同一产品中使用多种磁性材料的机会,包括压电材料和碳纳米管。

研究人员生产的设备如电子指尖和2英寸高度详细的埃菲尔铁塔的详细模型,电极在其结构中运行,以展示该方法如何用于生产具有复杂结构的电子设备。根据助理教授孝感教授,他领导了专门用智能材料结合添加剂制造技术的研究团队,可以使用新方法来创建一系列含有触觉传感器的产品。

“我们更加迅速,更简单的方法可以打开整合新的3D电子类,如打火机,更紧凑的天线,用于下一代智能手机和5G通信,或新的传感器和可穿戴物的智能材料,”助手郑晓教授。

研究人员的调查结果在题为“用于多材料电子设备的电荷编程的三维印刷,“这是发表在的自然电子产品4月4日的日记。作者包括Ryan Hensleigh、崔华晨、徐振鹏、Jeffrey Massman、姚德胜、John Berrigan、郑小雨。

研究人员通过生产复制艾菲尔铁塔展示了他们的新型3D印刷技术。照片通过UCLA。
研究人员通过生产复制艾菲尔铁塔展示了他们的新型3D印刷技术。照片通过UCLA。

3D打印电子产品:背景

虽然3D印刷电子产品与其他AM应用相比,仍处于其相对初期阶段,技术的新技术和应用程序不断开发。Optomec是该部门的早期领导者之一并使用气溶胶喷射印刷

以色列3D印刷电子公司纳米尺寸2019年9月宣布正在开发3D印刷电容器使用其蜻蜓电子添加剂制造系统。电容器嵌入公司的3D印刷电路板(PCB)内,这意味着它们都可以在一个作业中打印3D,保存空间并消除对组装的需要。

2020年2月,高精度微型分配器制造商nscrypt.,宣布已成功50微米范围内的3D打印焊锡和粘接点。使用其新型的SmartPump锥形笔尖,该公司能够精确控制从其为电子产品设计的微型分配器上沉积的材料量。该方法允许将焊点直接精确地打印在平面和不规则形状的电子电路板上,这被认为是3D生产电子产品中的第一个。

德克萨斯大学在El Paso(UTEP)也一直在开发电子产品的3D印刷,成功开发自动化流程2018年,它们的技术纳入了所有预先制造的组件和组装,使得具有非常规形状的体积电路的制造。

你现在可以提名2020年3D打印行业大奖。投票给今年的获奖者做出投票。

要及时了解最新的3D印刷新闻,不要忘记订阅3D印刷行业通讯或者继续关注我们推特或者喜欢我们的页面脸谱网

想在增材制造行业找份工作吗?访问3D打印工作在行业中选择角色。

特色图片显示由UCLA研究人员生产的埃菲尔铁塔的详细模型,以展示其新的印刷技术。照片通过UCLA,Samueli工程学院。

订阅我们的新闻

订阅3D印刷行业邮件列表,以获得最新的添加剂制造业新闻,见解发展和分析。

您已成功订阅!