室溫電化學增材制造技術可進一步擴展金屬3D打印市場

南極熊導讀：3D打印技術為設計帶來了靈活性、性能優(yōu)化、縮短交貨時間和可持續(xù)發(fā)展等優(yōu)勢。然而，目前該技術面臨的最大挑戰(zhàn)之一是無法滿足大批量應用的需求。雖然塑料3D打印技術在大批量制造方面取得了一些成功，但金屬打印技術的成功還很有限。

金屬大規(guī)模3D打印擴展的主要制約因素包括使用昂貴且難以處理的粉末原料、復雜且勞動密集型的后處理、可重復性不足、高能耗的熱處理過程以及需要熟練操作人員的高成本設備。為解決這些制約因素，人們開發(fā)了多種解決方案，但能夠成功解決所有問題的方案卻寥寥無幾。

△ECAM獨特地結合了現(xiàn)有技術，實現(xiàn)了大規(guī)模增材制造。微電極陣列打印頭可以利用室溫水基原料可靠地生產(chǎn)高質量零件

室溫金屬3D打印技術

南極熊了解到，電化學增材制造(ECAM)是一種室溫金屬3D打印技術，無需熱處理即可生產(chǎn)復雜、致密的金屬零件。

美國初創(chuàng)公司Fabric8Labs的電化學增材制造，最近成為高分辨率金屬增材制造的差異化技術。與其它3D打印相比，電化學增材制造不使用粉末原料，也不使用熱處理。相反，該技術采用含有溶解金屬離子的室溫水基原料在原子水平上構建。另外，這種材料來源于長期且穩(wěn)健的供應鏈，廣泛供應且成本低廉的金屬鹽。

Fabric8Labs表示：“電化學方法可實現(xiàn)微米級特征分辨率、復雜的內部特征、高純度材料以及快速可擴展性以支持大規(guī)模制造。我們致力于通過提供取代傳統(tǒng)制造的先進制造服務來，拓寬金屬增材制造市場?！?br />

△超高分辨率、高純度組件，能夠直接打印到溫度敏感基材上，例如PCB、硅或現(xiàn)有金屬組件

電化學增材制造打印工藝，更類似于用于聚合物的立體光刻(SLA)或數(shù)字光處理(DLA)打印工藝，而不是現(xiàn)有的金屬增材制造工藝，例如激光粉末床熔融或粘合劑噴射。水基電化學增材制造原料具有低粘度并保持在室溫下，允許數(shù)百臺打印機通過標準管道組件由通用原料庫提供服務，從而大大簡化了原材料輸入的管理。

此外，無粉原料在制造復雜的高分辨率液體冷卻產(chǎn)品時具有顯著優(yōu)勢，因為這些產(chǎn)品很難甚至不可能去除粉末。

△金屬原料可回收，能耗低。相對于替代增材技術和傳統(tǒng)制造，ECAM可以減少90%以上的溫室氣體排放

電化學增材制造的潛在應用前景

電化學增材制造的室溫工藝，允許直接在各種基材上進行打印，包括銅板或箔、打印電路板（PCB）、陶瓷和硅。在一個常見的示例中，電化學增材制造用于在預加工的銅基板上添加高分辨率冷卻功能，以生產(chǎn)用于數(shù)據(jù)中心冷卻的先進液體冷板。

其他示例包括，分別使用陶瓷和PCB基板的電源模塊和高頻RF設備。這種將增材制造與傳統(tǒng)制造相結合的混合制造方法，極大地提高了技術的可擴展性，因為只有高價值和復雜的特征才需要3D打印。

電化學增材制造的高容量可擴展性吸引了風投的大量資金，F(xiàn)abric8Labs的總資本投資超過7300萬美元（約合5.24億人民幣）。該公司利用最近結束的B輪融資，在加利福尼亞州圣地亞哥建立了一個試點生產(chǎn)設施。

電化學增材制造非常適合為電子價值鏈中的應用提供服務。該工廠交付的早期產(chǎn)品包括高性能熱管理設備（例如液體冷板）以及高頻射頻組件（包括天線和濾波器）。由于每年能夠生產(chǎn)數(shù)百萬甚至數(shù)十億個零件，因此，該技術有潛力成為一種廣泛應用的制造技術。