美國(guó)大學(xué)成功使用新型導(dǎo)電墨水3D打印出雷達(dá)電子部件

在過去的一段時(shí)間里，金屬3D打印正在全球范圍內(nèi)以極其迅猛的速度發(fā)展。在認(rèn)識(shí)到這項(xiàng)技術(shù)能夠明顯降低零部件的制造成本和縮短時(shí)間后，包括中國(guó)、韓國(guó)、美國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家都逐步將其應(yīng)用到了軍事領(lǐng)域。不過，其實(shí)這種技術(shù)還能做到許多更前沿的事情，最近，美國(guó)馬瑟諸塞州大學(xué)洛威爾分校（UML）就證明了這一點(diǎn)— 他們開發(fā)出了一種新型導(dǎo)電墨水并成功用其3D打印出了電子雷達(dá)的部件。

這種新型的功能性墨水是由UML的Raytheon贊助實(shí)驗(yàn)室研制的。學(xué)院的聯(lián)合領(lǐng)導(dǎo)人Christopher McCarroll表示，這項(xiàng)創(chuàng)新在軍事和生活上都有很多潛在應(yīng)用。雖然導(dǎo)電墨水之前就已經(jīng)出現(xiàn)了，但使用它們3D打印而成的產(chǎn)品卻很難得到正確的電子性能，而這對(duì)于應(yīng)對(duì)高頻無(wú)線電波至關(guān)重要。盡管在塑料框架上3D打印電子產(chǎn)品在理論上會(huì)更加經(jīng)濟(jì)和通用，不過現(xiàn)有的材料還無(wú)法實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)，而這正是此次UML開發(fā)出的新型導(dǎo)電墨水可以解決的。

這種導(dǎo)電墨水實(shí)際上是由懸浮在熱塑性聚合物中的金屬納米顆粒組成的，不過不同于之前的同類產(chǎn)品，這種材料具有能夠通過電壓而調(diào)整的電子特性。此外，它的固化溫度很低，而這可確保在3D打印時(shí)與塑料完美融合。

據(jù)中國(guó)3D打印專業(yè)媒體平臺(tái)南極熊了解，在測(cè)試中，UML已經(jīng)使用這種新材料成功3D打印出了兩個(gè)電子元件：第一個(gè)是經(jīng)特別調(diào)諧能夠產(chǎn)生或探測(cè)到特定頻段無(wú)線電波的變?nèi)荻?jí)管，而它正是雷達(dá)所需的組件。研究團(tuán)隊(duì)相信這是世界上首次完整3D打印出這種可用于軍事雷達(dá)、汽車防撞系統(tǒng)和手機(jī)信號(hào)塔的電子元件。第二個(gè)用來(lái)電子操縱相控陣?yán)走_(dá)束和頻率選擇表面的移相器。它是一種帶通濾波器，可阻擋特殊頻段的電磁波并允許其它波段的通過。這兩個(gè)3D打印電子元件是由一臺(tái)可使用氣流沉積墨水的噴射3D打印機(jī)與一臺(tái)依靠振動(dòng)的特制墨水3D打印機(jī)聯(lián)合制造出來(lái)的。它們多用于防止雷達(dá)干擾，在軍隊(duì)和醫(yī)院中比較常見。

盡管這種新型導(dǎo)電墨水和設(shè)計(jì)方法目前仍處于試驗(yàn)階段，不過McCarroll對(duì)它們的未來(lái)前景表現(xiàn)出了極大的樂觀。他認(rèn)為這種材料可以令雷達(dá)的制造變得更經(jīng)濟(jì)和容易。現(xiàn)在，他們的下一個(gè)目標(biāo)就是3D打印出具備完整功能的雷達(dá)系統(tǒng)。為此，他們正在嘗試將高能計(jì)算機(jī)芯片整合到制造過程中，而這可能要花費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間才能成功。

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