英国研究人员开发出3D打印全功能电子电路的方法

3D虎   2017-11-10 14:37

近日,英国诺丁汉大学的研究人员开发出一种使用喷墨打印和UV固化来3D打印全功能电路的方法。电路包含导电金属油墨和绝缘聚合物油墨。

随着3D打印技术的发展,3D打印电子技术领域变得越来越热闹,来自诺丁汉大学的研究人员宣布了一种新的3D打印全功能电路的新方法。

英国研究人员开发出3D打印全功能电子电路的方法

研究人员将其描述为“突破”的新方法实际上是将2D电子电路与3D打印相结合,可用于生产3D天线和完全3D打印的传感器等多种装置。

据称,这种3D打印技术克服了制造商试图将塑料和金属部件并入复杂功能设备中所面临的许多挑战。

新技术最重要的一个方面就是加速了导电油墨的凝固过程。紫外线是用来固化这些油墨,而不是使用传统的热源,这意味着层可以在不到一分钟的时间内打印。

不仅如此,该工艺还可以同时打印和固化部件的导电部分和绝缘部分。

该研究的首席研究员Chris Tuck教授说:“能够在单一结构中以高精度3D打印导电和介电材料(电气绝缘体),从而能够制造完全定制的电子元件。”

Tuck强调了3D打印在缩短整个设计和制造过程中的重要性。

他说:“在设计电路时,不必为电容器选择标准值。您只需设置值,打印机将为您生成组件。”

但是新型3D打印技术的真正潜力是由导电油墨中的某些银纳米粒子提供的,这种导电油墨能够有效地吸收紫外线。

研究人员发现,在50纳米范围内的粒子能够吸收380-420纳米的光线。

英国研究人员开发出3D打印全功能电子电路的方法

Ehab Saleh博士和诺丁汉增材制造中心(CfAM)的其他研究人员发现,这种吸收的紫外线能量被转化为热量,蒸发导电油墨的溶剂并融化银纳米颗粒。

紫外线照射20秒后,电阻率可以达到0.5μΩ.m左右。

邻近的打印液体单体不受银纳米颗粒加热的影响,但它们也被紫外光固化形成完整的固体部分。

这种双重功能最终使研究人员能够制造多功能材料,因为银墨和液体单体可以在一个工艺过程中一起固化。

CfAM主任Richard Hague表示:“在复杂的三维结构中打印包含多种材料的全功能设备现在已经成为现实。这一突破有很大的潜力成为21世纪产品和设备的有利制造技术,将有可能对行业和公众产生重大影响。”

为了展示他们的3D打印技术,诺丁汉大学的研究人员编写了几个测试项目,包括一个微型电动汽车。

延伸阅读:《弗劳恩霍夫激光技术研究所携大规模SLM 3D打印技术亮相formnext展会

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