科學也可以如此靠近

英國研究人員開發出3D列印全功能電子電路的方法

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2018

2018年1月16日10時 今日科學 3D打印頭條

3D打印頭條

近日,英國諾丁漢大學的研究人員開發出一種使用噴墨列印和UV固化來3D列印全功能電路的方法。電路包含導電金屬油墨和絕緣聚合物油墨。

隨著3D列印技術的發展,3D列印電子技術領域變得越來越熱鬧,來自諾丁漢大學的研究人員宣布了一種新的3D列印全功能電路的新方法。

研究人員將其描述為「突破」的新方法實際上是將2D電子電路與3D列印相結合,可用於生產3D天線和完全3D列印的傳感器等多種裝置。

據稱,這種3D列印技術克服了製造商試圖將塑料和金屬部件併入複雜功能設備中所面臨的許多挑戰。

新技術最重要的一個方面就是加速了導電油墨的凝固過程。紫外線是用來固化這些油墨,而不是使用傳統的熱源,這意味著層可以在不到一分鐘的時間內列印。

不僅如此,該工藝還可以同時列印和固化部件的導電部分和絕緣部分。

該研究的首席研究員Chris Tuck教授說:「能夠在單一結構中以高精度3D列印導電和介電材料(電氣絕緣體),從而能夠製造完全定製的電子元件。」

Tuck強調了3D列印在縮短整個設計和製造過程中的重要性。

他說:「在設計電路時,不必為電容器選擇標準值。您只需設置值,印表機將為您生成組件。」

但是新型3D列印技術的真正潛力是由導電油墨中的某些銀納米粒子提供的,這種導電油墨能夠有效地吸收紫外線。

研究人員發現,在50納米範圍內的粒子能夠吸收380-420納米的光線。

Ehab Saleh博士和諾丁漢增材製造中心(CfAM)的其他研究人員發現,這種吸收的紫外線能量被轉化為熱量,蒸發導電油墨的溶劑並融化銀納米顆粒。

紫外線照射20秒後,電阻率可以達到0.5μΩ.m左右。

鄰近的列印液體單體不受銀納米顆粒加熱的影響,但它們也被紫外光固化形成完整的固體部分。

這種雙重功能最終使研究人員能夠製造多功能材料,因為銀墨和液體單體可以在一個工藝過程中一起固化。

CfAM主任Richard Hague表示:「在複雜的三維結構中列印包含多種材料的全功能設備現在已經成為現實。這一突破有很大的潛力成為21世紀產品和設備的有利製造技術,將有可能對行業和公眾產生重大影響。」

為了展示他們的3D列印技術,諾丁漢大學的研究人員編寫了幾個測試項目,包括一個微型電動汽車。


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