DissolvPCB 利用液態(tài)金屬導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)完全可回收的 3D 打印電路板

2025年8月7日，南極熊獲悉，馬里蘭大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院和圣母大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在UIST 2025大會(huì)上推出了一項(xiàng)劃時(shí)代技術(shù)——DissolvPCB，這是一種基于3D打印的全新可回收電子電路制造方法。通過創(chuàng)新性地結(jié)合聚乙烯醇（PVA）基底和低共晶鎵銦（EGaIn）液態(tài)金屬，研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出可輕松溶解和重組的印刷電路板組件（PCBAs），為解決電子廢棄物難題提供了突破性解決方案。



技術(shù)創(chuàng)新

傳統(tǒng)的FR-4電路板因其復(fù)雜的材料結(jié)構(gòu)，回收過程往往需要大規(guī)模工業(yè)處理，成本高昂且效率低下。相比之下，DissolvPCB技術(shù)通過簡(jiǎn)單的水浸方式，實(shí)現(xiàn)組件分離、液態(tài)金屬回收和PVA耗材再生，為小型制造空間和原型實(shí)驗(yàn)室提供了一種高效的閉環(huán)生產(chǎn)解決方案。

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的FreeCAD插件能夠自動(dòng)將KiCad電路板設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換為3D可打印模型，并智能集成通孔和表面貼裝元件插座。這種增材制造工藝不僅支持復(fù)雜的3D電路拓?fù)?，還能制作使用焦耳熱變形的自適應(yīng)器件，如一款可自主彎曲的夾持器，展示了技術(shù)的巨大潛力。



卓越性能

性能測(cè)試結(jié)果令人印象深刻。DissolvPCB電路能夠支持高達(dá)5A的電流和10 MHz的高頻信號(hào)，這使其適用于從原型開發(fā)到小批量生產(chǎn)的多種應(yīng)用場(chǎng)景。材料回收率更是達(dá)到了令人矚目的水平：PVA材料回收率高達(dá)99.4%，液態(tài)金屬回收率達(dá)98.6%。

生命周期評(píng)估（LCA）進(jìn)一步驗(yàn)證了該技術(shù)的環(huán)境優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)的CNC銑削FR-4板相比，DissolvPCB在全球變暖、酸化、資源耗竭等八個(gè)關(guān)鍵環(huán)境指標(biāo)上均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方案。

未來趨勢(shì)

DissolvPCB項(xiàng)目契合了當(dāng)前可回收和可生物降解電子產(chǎn)品的研究熱點(diǎn)。不同于此前的商業(yè)和學(xué)術(shù)嘗試，該技術(shù)在全自動(dòng)軟件工具、低成本FDM硬件和高材料重復(fù)利用率等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

研究團(tuán)隊(duì)表示，未來將繼續(xù)拓展技術(shù)邊界，包括支持3D原理圖布線、提高可修復(fù)性和調(diào)試能力，以及實(shí)現(xiàn)注入過程的自動(dòng)化。他們認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)有望從根本上改變電子廢棄物處理模式，推動(dòng)從集中式處理向本地回收實(shí)踐的轉(zhuǎn)變。



行業(yè)意義

隨著增材制造的快速發(fā)展，減少電子廢棄物、推動(dòng)循環(huán)生產(chǎn)已成為研究者和企業(yè)共同的追求。從可生物降解電池到可打印的導(dǎo)電組件，科技創(chuàng)新正在為電子產(chǎn)品的可持續(xù)發(fā)展開辟新路徑。DissolvPCB不僅僅是一項(xiàng)技術(shù)突破，更代表了一種理念——通過創(chuàng)新重新思考電子產(chǎn)品的生命周期，在技術(shù)進(jìn)步與環(huán)境保護(hù)之間找到平衡。這項(xiàng)研究有望成為推動(dòng)電子行業(yè)向更可持續(xù)方向發(fā)展的重要里程碑。