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行業動態

杜邦押注電子3D打印

發布時間：2022-03-09 17:55:47

很明顯，世界上一些最大和最重要的公司正在探索電子3D打印的應用前景，這其中包括谷歌、Meta、通用、強生和三星等。然而，發生演變的不僅是單純的一種電子3D打印過程，而是一個完整的生態系統。

至少，上述這些巨頭正在使用Optomec公司的氣溶膠噴射（Aersol Jet）技術，以將導電電路打印到3D物體上。同樣重要的還有介電材料，從而將能量集中在其預期用途上。在這個過程中，伴隨著可以讓電子產品實現更高性能的新一代材料的出現，3D打印正扮演著越來越重要的角色。其它一些大公司也注意到了這一點，包括杜邦這樣的世界最大化學公司，以及洛克希德·馬丁這樣的國防承包商。

如果設備公司想用3D打印天線來對手機和平板電腦瘦身，那么這僅僅是個開始。由于增材制造提供了傳統生產技術所無法企及的幾何自由，它可以制造出具有獨特新功能的電子產品，而天線產品證明了這一點。

總部位于波士頓的初創公司Fortify發明了一種新型3D打印機，它可以處理比目前許多增材制造系統范圍更廣的材料。它的功能之一是磁性排列復合粒子的能力，比如用在更硬部件中的陶瓷纖維。然而，這并不是該公司在電子產品領域的優勢所在。Fortify的連續動力混合技術（Continuous Kinetic Mixing）令其打印機可以使用更粘稠的樹脂。這通常可用于3D打印中，包括用于射頻和微波通信的塑料。

該材料系列被稱為基數3D打印電介質（Radix 3D Printable Dielectrics），是由特種化學品公司Rogers Corporation開發的。雖然在增材制造中有其他介電樹脂可用，但基數3D打印電介質具備比現有材料更好的耗散因子，因此能讓電流在通過電路時耗能更少。另外，這也有可能幫助設計出在傳統制造技術中不可能實現的獨特電子設備，包括射頻傳感器和5G天線，它們具有復雜的傾斜幾何形狀，越向中心越緊湊，越向外圍密度越低。

這樣的設備可以極大地提高天線的增益和掃描角度，而這可能是推出5G網絡的關鍵。由于低頻通信頻帶已經變得擁擠，電信和國防公司正在尋求以毫米波5G為目標，而3D打印的透鏡可能會得到廣泛應用。

上圖顯示的打印介質透鏡使用了來自nTopology公司的拓撲優化，具有3D漸變介質特性。透鏡趨向中心的密度較大，趨向邊緣的密度較小。圖片由Fortify提供。

“Fortify有一個針對電子應用的材料面板。最近推出的基數2.8（Radix 2.8）是第一個低損耗，可調介質樹脂。”Fortify的CEO Josh Martin表示。“我們已經驗證了針對批量銅的化學鍍層工作流程，甚至是在共形曲面（conformal surface），這為打印具有介電和導電需求的部件提供了新的能力。除了直接打印介質樹脂，我們還有用于電子制造工具的高溫ESD安全材料，以及用于熱管理應用的熱傳導高介電材料。”

更有趣的是，Rogers公司正處于被DuPont de Nemours, Inc.收購的進程中，后者在與陶氏化學（Dow Chemical）短暫合并時曾是世界上最大的化學公司。這筆交易的價值為52億美元，對于一家截至2020年虧損近30億美元的材料巨頭來說，是一筆可觀的金額。杜邦目前正在剝離部分工程聚合物和性能樹脂部門，轉而購買來自Rogers的材料。杜邦稱，Rogers涉足“高增長、高利潤市場”，這包括“電動汽車、高級駕駛輔助系統（ADAS）、5G電信和清潔能源”。

這就引出了一個問題：杜邦是否打算進一步開發3D打印電子產品的材料？畢竟，該公司還在與芝加哥一家生產快速、高通量3D打印機的制造商合作，為電子產品生產材料。

來源：福布斯官方賬號（文/Michael Molitch-Hou）

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