3D打印机革命电子设备制作 自己打印一部手机

　　【搜狐数码消息】编者：8月3日消息，美国《经济学人》杂志网站发文探讨了电子设备制作的革命性新方式——3D打印机，称一种印制三维电子产品的方式已经被开发出来，这也使得将电路和零部件整合进构成该产品的材料之中，例如手机外壳。这种制作电子产品的新方式可以算作是革命性的。以下为全文：

　　打开任何一款电子产品，其内部构造中都包含电路板、零部件和电线。将这些材料组装称一部如手机这样的产品是一个繁琐且劳动密集型的过程。现在，一种印制三维电子产品的方式已经被开发出来，这也使得将电路和零部件整合进构成该产品的材料之中，例如手机外壳。这种制作电子产品的新方式可以算作是革命性的。

　　印制电子产品已经不是什么新鲜事了，丝网印刷、平版印刷、喷墨和其他工艺在很早之前就已经被用于制作电路板和零部件。但是科技的发展十分迅速，印制电子产品的方式也变得多种多样。在最新的研发成果中，电子产品印制和“添加制造业”被结合了起来，这种方法使用了著名的3D打印机来制作实体物件，无需原材料，一次一层。

　　油墨的变化

　　印制电子产品需要拥有电气性能的“油墨”来充当导体、电阻或半导体的作用。这类油墨正变得越来越通用。其中一个例子来自于施乐，一家生产办公设备及商业印刷系统的美国公司。公司位于加拿大的研发中心开发出了一种可以在塑料或织物等材质上直接印制柔性电子电路的银油墨。

　　相对于传统铜制电路板，银的导电性更优秀，但银的成本较高且印制方式更加复杂（银的熔点为962℃，比铜低）。但是，通过将银制作成5纳米大小的粒子，施乐研制出了一种熔点低于140℃的银油墨。施乐实验室研究主任Paul Smith表示，这样一来，这种银油墨只使用了极少数量的银，不会像化学蚀刻过程那样产生浪费，可以被使用在喷墨和其他相对便宜的印制方式上。

　　位于加州帕洛阿尔托的施乐PARC研发中心正在开发使用这类油墨的方式。这类油墨可以被用来印制多种部件的电路，包括柔性显示屏、传感器和射频防盗标签天线。随着添加制造业技术的出现，在产品上直接印制这类部件开始变成现实。

　　这还包括那些形状复杂的产品。位于新墨西哥州阿尔布开克的Optomec公司开发出了可用于多个行业的添加制造系统。该系统可以直接在一副眼镜上印制“现实增强”电子设备；可以制作使用内嵌电子设备测量水位并控制水泵开关的塑料水箱；还能印制军用装甲中的传感器；或是手机外壳上的天线。

　　在最近的一次三方协作中，Optomec同美国无人机制造商Aurora Flight Sciences，以及3D印刷公司Stratasys共同合作，为一架小型无人驾驶飞机制作除了智能机翼。该机翼使用热塑性材料，通过Stratasys的3D打印机制造。Optomec接着使用了一种被称作Aerosol Jet的工艺来印制电路、传感器和机翼上的天线。这种技术能够允许小型无人驾驶飞机为了特定任务被定制并按要求印制。

　　Optomec总裁Dave Ramahi称，3D印制的电子设备让在单台机器上印制整个产品（而非将许多不同的零部件组装起来）变得可能。但他认为，这种技术想要真正发展壮大，需要使用一种渐进的商业化方式。也就是说可以在某种现存的量产工艺中应用该技术，例如在手机外壳上印制天线。许多手机使用了不同的天线来连接不同的无线网络，为内部传统电子元件留出更多空间。Ramahi补充道，该技术的一些商业应用可以在不到一年的时间内实现。

　　那么将一款手机中的所有部件直接印制出来的难度究竟有多大呢？Optomec正在开发的应用方式能够提供其中的一些必要部件。除了天线之外，还包括显示屏边沿电路、三维芯片连接、多层电路和触屏部件。另外，电池也可以被印制出来。其中的最大挑战是印制手机的“大脑”，也就是芯片。其一平方毫米的面积上就包含数以百万计的晶体管，而目前芯片制造工厂的耗资在百亿美元甚至更多。但是，即便只是内嵌一些电路，也会让手机变得更加纤薄，同时还降低了材料和组装的成本。（Eskimo）