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杜邦押注電子3D打印

發(fā)布時(shí)間:2022-03-09 17:55:47

很明顯,世界上一些最大和最重要的公司正在探索電子3D打印的應(yīng)用前景,這其中包括谷歌、Meta、通用、強(qiáng)生和三星等。然而,發(fā)生演變的不僅是單純的一種電子3D打印過程,而是一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)。
至少,上述這些巨頭正在使用Optomec公司的氣溶膠噴射(Aersol Jet)技術(shù),以將導(dǎo)電電路打印到3D物體上。同樣重要的還有介電材料,從而將能量集中在其預(yù)期用途上。在這個(gè)過程中,伴隨著可以讓電子產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)更高性能的新一代材料的出現(xiàn),3D打印正扮演著越來越重要的角色。其它一些大公司也注意到了這一點(diǎn),包括杜邦這樣的世界最大化學(xué)公司,以及洛克希德·馬丁這樣的國防承包商。
如果設(shè)備公司想用3D打印天線來對(duì)手機(jī)和平板電腦瘦身,那么這僅僅是個(gè)開始。由于增材制造提供了傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)所無法企及的幾何自由,它可以制造出具有獨(dú)特新功能的電子產(chǎn)品,而天線產(chǎn)品證明了這一點(diǎn)。
總部位于波士頓的初創(chuàng)公司Fortify發(fā)明了一種新型3D打印機(jī),它可以處理比目前許多增材制造系統(tǒng)范圍更廣的材料。它的功能之一是磁性排列復(fù)合粒子的能力,比如用在更硬部件中的陶瓷纖維。然而,這并不是該公司在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)所在。Fortify的連續(xù)動(dòng)力混合技術(shù)(Continuous Kinetic Mixing)令其打印機(jī)可以使用更粘稠的樹脂。這通??捎糜?D打印中,包括用于射頻和微波通信的塑料。
該材料系列被稱為基數(shù)3D打印電介質(zhì)(Radix 3D Printable Dielectrics),是由特種化學(xué)品公司Rogers Corporation開發(fā)的。雖然在增材制造中有其他介電樹脂可用,但基數(shù)3D打印電介質(zhì)具備比現(xiàn)有材料更好的耗散因子,因此能讓電流在通過電路時(shí)耗能更少。另外,這也有可能幫助設(shè)計(jì)出在傳統(tǒng)制造技術(shù)中不可能實(shí)現(xiàn)的獨(dú)特電子設(shè)備,包括射頻傳感器和5G天線,它們具有復(fù)雜的傾斜幾何形狀,越向中心越緊湊,越向外圍密度越低。
這樣的設(shè)備可以極大地提高天線的增益和掃描角度,而這可能是推出5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。由于低頻通信頻帶已經(jīng)變得擁擠,電信和國防公司正在尋求以毫米波5G為目標(biāo),而3D打印的透鏡可能會(huì)得到廣泛應(yīng)用。

上圖顯示的打印介質(zhì)透鏡使用了來自nTopology公司的拓?fù)鋬?yōu)化,具有3D漸變介質(zhì)特性。透鏡趨向中心的密度較大,趨向邊緣的密度較小。圖片由Fortify提供。
“Fortify有一個(gè)針對(duì)電子應(yīng)用的材料面板。最近推出的基數(shù)2.8(Radix 2.8)是第一個(gè)低損耗,可調(diào)介質(zhì)樹脂。”Fortify的CEO Josh Martin表示。“我們已經(jīng)驗(yàn)證了針對(duì)批量銅的化學(xué)鍍層工作流程,甚至是在共形曲面(conformal surface),這為打印具有介電和導(dǎo)電需求的部件提供了新的能力。除了直接打印介質(zhì)樹脂,我們還有用于電子制造工具的高溫ESD安全材料,以及用于熱管理應(yīng)用的熱傳導(dǎo)高介電材料。”
更有趣的是,Rogers公司正處于被DuPont de Nemours, Inc.收購的進(jìn)程中,后者在與陶氏化學(xué)(Dow Chemical)短暫合并時(shí)曾是世界上最大的化學(xué)公司。這筆交易的價(jià)值為52億美元,對(duì)于一家截至2020年虧損近30億美元的材料巨頭來說,是一筆可觀的金額。杜邦目前正在剝離部分工程聚合物和性能樹脂部門,轉(zhuǎn)而購買來自Rogers的材料。杜邦稱,Rogers涉足“高增長、高利潤市場”,這包括“電動(dòng)汽車、高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)、5G電信和清潔能源”。
這就引出了一個(gè)問題:杜邦是否打算進(jìn)一步開發(fā)3D打印電子產(chǎn)品的材料?畢竟,該公司還在與芝加哥一家生產(chǎn)快速、高通量3D打印機(jī)的制造商合作,為電子產(chǎn)品生產(chǎn)材料。
 
來源:福布斯官方賬號(hào)  (文/Michael Molitch-Hou)

 

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