欧盟与Neotech公司推动多材料复合3D打印和陶瓷3D打印在电子领域的应用

印刷电子是一种基于印刷原理的新兴电子增材制造技术，其原理在于利用喷墨、气溶胶喷射、材料挤出等印刷手段将导电、介点火半导体性质的材料转移到基底上，从而制造出电子器件与系统。

德国Neotech AMT是其中一家提供3D打印电子制造技术的企业，所提供的3D打印电子制造设备应用范围从电子产品的快速原型制造到批量生产, 其5轴制造设备集成了气溶胶喷射（Aerosol Jet?）3D打印头。

近期，Neotech AMT 宣布，通过两个新的研究项目进一步推动3D打印电子制造技术的发展，涉及到的制造技术包括3D打印塑料结构与电子多材料复合3D打印工艺，以及3D打印陶瓷工艺。

Neotech AMT 现有的3D打印电子制造技术，主要是基于集成了气溶胶喷射（Aerosol Jet?）3D打印头的5轴系统。 Neotech AMT 通过该技术开发的主要应用包括3D打印移动设备的共形天线，3D模制互联设备，3D打印电路和传感器。

Netech AMT 表示通过3D打印技术直接印刷移动设备的天线，能够提高设计灵活性，减少设备产品厚度。作为一种数字驱动的工艺，电路的制造过程无需模具和特殊塑料树脂以及电镀工艺。新产品开发的交付时间，初始样品交付或产品设计更改的成本得以降低。

近期，Neotech AMT 参与的其中一个研究项目是欧盟的PENTA项目，该项目的目标是开发一种3D打印聚合物与3D打印电子制造的多材料复合3D打印制造工艺。除了制造技术本身，该工艺还将整合质量监控和在线测试的流程。

PENTA项目项目的成果之一是通过复合3D打印制造工艺制造功能集成的电气产品原型，如LED、汽车自适应传感器原型。

完全由3D打印技术制造的电子零件，图片来源：Neotech AMT

Neotech AMT 参与的另一个项目是欧盟Manunet 计划。这一项目将主要关注用于电子领域的陶瓷3D打印技术。 3D打印陶瓷材料据欧高耐热性能，可应用在极端的环境中。

Neotech 公司表示这两个新项目将进一步扩展其3D打印技术，推动3D打印技术在电子工业中的应用。

3D科学谷Review

3D打印技术在电子行业中的应用尚处于早期阶段，目前主要是用于电子产品的快速原型，市场上推出的电子专用3D打印机主要应用是PCB的快速原型制造，这些打印机厂商提供配套的导电打印材料。然而也有少数的应用已经超越原型制造，走向了电子产品批量生产,如：共形天线，传感器。从长期来看，3D打印在电子零件制造和封装领域的市场规模将达到数十亿美元。

根据3D科学谷的市场研究，在国际市场上，Voxel8 和Multifab均已推出了多材料复合3D打印电子设备，其应用范围包括PCB 快速原型、天线、结构性电子产品、超声波传感器等。这类工艺能够实现在打印过程中暂停，并嵌入其他部件。谢菲尔德大学与波音合作的先进制造研究中心研发的全自动化复合3D打印工艺已取得阶段性成果，通过该工艺能够实现在3D打印过程中嵌入电子元器件，直接制造出嵌入式的电子产品，例如带嵌入式电子元器件的无人机。

在陶瓷3D打印在电子领域的一个典型应用是高温陶瓷传感器。在这方面，GE公司已帅先申请了专利，专利中公开了用于制造涡轮机部件上的应变传感器的方法。应变传感器的陶瓷粉体通过自动化的3D打印增材制造工艺沉积到叶片表面上，陶瓷材料可以包括热障涂层如氧化钇及稳定的氧化锆。而完成应变传感器的制造则需要不同设备之间的配合，包括气溶胶喷射3D打印设备（例如，Optomec气溶胶和透镜系统）、微喷机（如Ohcraft或nScrypt公司的微笔或3Dn），以及 MesoScribe Technologies技术公司的等离子喷涂设备MesoPlasma。Neotech 公司所参与的欧盟Manunet 计划，是否也是针对高温陶瓷传感器的应用，3D科学谷将保持关注。

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