大型高精度電子結(jié)構(gòu)件產(chǎn)品的規(guī)模制造

在各種基板上3D打印電子器件是增材制造的新興領(lǐng)域。直接打印電子產(chǎn)品的吸引力主要在于減少工藝步驟，降低資本設(shè)備成本和減少特定工具需求。此外，包括將傳感器（壓力傳感器，溫度感應(yīng)器或變形感應(yīng)器）直接打印到電子產(chǎn)品中，也正在強化3D打印的重要性。

目前，美國在結(jié)構(gòu)性功能電子的打印研究方面尤為強勢，典型的企業(yè)包括包括哈佛的Voxel8, 麻省理工的MultiFab，以及獲得GE和歐特克投資的Optomec。另外一家公司，以色列的Nano Dimension在打印多層線路板方面也獨樹一幟，可以預(yù)見功能性電子結(jié)構(gòu)件的3D打印技術(shù)，美國正在引領(lǐng)崛起。尤其是最近，越來越多的企業(yè)進入到3D打印功能性電子結(jié)構(gòu)件的領(lǐng)域。

龍門結(jié)構(gòu)模塊化配置
nScrypt是一家位于佛羅里達州的微型點膠機和3D打印設(shè)備制造商，最近，這家公司獲得了大規(guī)模高精度結(jié)構(gòu)性功能電子產(chǎn)品3D打印龍門式設(shè)備的專利。這是一種混合龍門結(jié)構(gòu)的制造系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合了3D打印技術(shù)，并通過剛性龍門框架以模塊化的結(jié)構(gòu)來進行軸的移動。

圖片：測試nScrypt 3D打印的相控陣天線，來源nScrypt

這個系統(tǒng)可以制造具有高精度和嚴格尺寸公差的大型零件，可以以標準的龍門結(jié)構(gòu)組裝，并以合理的價格加配擴展結(jié)構(gòu)，整個設(shè)備結(jié)合了多個運動控制系統(tǒng)，計算機控制和傳感器，提供持續(xù)反饋，以調(diào)整3D打印或傳統(tǒng)制造工藝的相互配合。

自2002年成立以來，nScrypt一直專注于增材制造和微分配技術(shù)。nScrypt的微分配涉及以小于1微升的體積沉積墨滴。該過程有利于多材料3D打印，可以制造智能設(shè)備、共形天線和微流體設(shè)備。

圖片：小尺寸相控陣天線，來源nScrypt

nScrypt的專利技術(shù)采用了基于SmartPump注射器的分配器，可與10,000多種市售材料兼容。此外，還涉及到一種新的高速微增材制造制造方法，該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在更寬的材料調(diào)色板或能夠在一系列成形表面上進行3D打印。

nScrypt的專利技術(shù)涉及到具有三個計算機控制的運動系統(tǒng)的新型解決方案。根據(jù)nScrypt的說法，該機器由一組傳感器協(xié)調(diào)，這些傳感器提供連續(xù)的閉環(huán)反饋，可實現(xiàn)XYZ軸運動方向上的實時微調(diào)。

圖片：該專利的圖表顯示了混合制造解決方案，來源nScrypt

一套運動系統(tǒng)將控制龍門架運動，另一套則控制正在建造的部件，第三套主要用于控制3D打印或傳統(tǒng)制造技術(shù)中的工具頭。這種基于龍門架的系統(tǒng)可以通過皮帶傳動，還可以通過滾珠絲杠傳動，在或者通過直線電機驅(qū)動，而在XYZ軸方向上的運動則通過計算機進行精確的控制。此外，傳感器可以是光學(xué)傳感器，激光傳感器，半導(dǎo)體傳感器或聲學(xué)傳感器。

此外，工具頭可以包括用于3D打印的材料擠出機、微點膠工具頭，或用于傳統(tǒng)制造的工具頭，包括切割，銑削或拋光。

來源：3D科學(xué)谷