梦之墨液态金属3D打印机可画出电路板?
近日,笔者走进了位于中关村鼎好大厦的太库北京孵化器,逛了一圈,发现一款有关3D打印的神奇产品——“梦之墨”液态金属3D打印机,这种打印机太神奇了,能在树叶上乃至砖头上实现打印功能。
“梦之墨”液态金属3D打印机
据了解,这种打印机使用了一种被称之为“梦之墨”的液态金属墨水,除了能在手写笔中自由书写之外,还能灌入特制的3D打印机中,用机械方式精确地把电路设计图打印出来,作为电路板使用。
这种有望重塑集成电路产业的墨水,全名叫基于金属及合金墨水的手写电子技术,又称“梦之墨”。在现场,笔者还看到一块塑料薄板上有一幅银色彩笔绘出的雄鹰图案,线条细腻流畅,夺目动人。这银色的线条不是普通彩笔画出来的,是用液体金属墨水画上去的。这银色墨水可以直接导电,用它画出来的银色图案连接上电源、LED灯,就是一块简易的电路板。
“梦之墨”打印技术打印的雄鹰
据了解,这种使用了金属墨水的液态金属3D打印机由中科院理化所与北京梦之墨科技有限公司联合推出,在常温下即可直接印制出各种薄膜乃至三维结构,实现将金属流体直接写在塑料、纸张等基底上,解决了电子制造的问题。
电路板是电子工业的重要部件之一,小到电子手表、计算器,大到计算机、平板电脑,每种电子设备要想发挥作用,都必须用到电路板。传统金属箔蚀刻法制造电路板,需要经过高温铜膜蒸镀、化学试剂蚀刻等好几个复杂环节。费时费力,而且还有明显的高污染、高能耗缺点。
这种液态金属3D打印机在技术理念上完全改变了传统模式,打破了个人电子制造技术的瓶颈和壁垒,使打印机在低成本下快速、随意地制作电子电路。液体金属打印技术能够很好的解决传统制造方法的问题,电路直接‘画’出来,不用再经过蚀刻、蒸镀这些高能耗的过程。需要什么样的电路,直接“画”上去、打印上就行了,传统的7到8道工序一下子被缩短至2到3道,快速灵活。
这种以“金属墨水”为原料的3D制造装置原型及液态金属打印机,价格与普通的激光打印设备已经十分接近。利用这种3D打印机,人们不但可以打印平面电路,还能完成立体复杂电路及其支撑件的直接生成。相比液体金属手写笔可以随意书写的特点,3D打印机能够更快地将金属墨水应用于电路板的批量生产。
梦之墨金属3D打印机,是历经数年设计和研发的桌面型金属熔融挤出成型(FDM)设备,以精密高效、绿色环保和近净成型的增量成型方式替代传统的金属零件加工流程,具有精度高、建模快、材料可回收,可制备具有复杂空间结构的金属零件等特点。
梦之墨金属3D打印机将料筒内的金属材料加热融化,喷头根据零件模型的分层信息和填充轨迹运动,同时,将熔融的液态金属挤出,挤出的金属材料迅速固化,通过逐层累积制造出全密、高纯度金属零件。该打印机支持多种金属材料选择,包括鎵铟液态金属、各类低熔点合金等。
2014年,液态金属桌面电子电路打印机获提名“两院院士评选2014中国十大科技进展新闻”,中国工程院为此来函,他们认为“成果对该领域工程科技发展将起到巨大的推动作用”。2015年7月,这一原创性发明再度入围素有美国科技界“奥斯卡”奖之称的“R&D 100 Award”Finalist(本年度中国大陆唯一入围产品)。一系列来自工业界、学术界及社会的认可,反映出液态金属打印机蕴含的巨大商业潜能。
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