3D 打印改变电子行业的 5 种方式

3D 打印和电子产品似乎仍然有些新鲜，但该技术已准备好为行业带来巨大变化。

虽然该技术仍主要用作原型制作工具，但电子行业可以利用 3D 打印的优势（包括更快的上市时间、更大的设计和定制自由度）。

电子 3D 打印如何工作？

电子产品的 3D 打印通常涉及使用材料喷射技术。使用这种工艺，导电和绝缘墨水以几微米的细线喷射到印刷表面上。然后用紫外光固化油墨。

材料喷射的一个显着特点是它促进了多材料 3D 打印。对于电子行业来说，这意味着功能电路和外壳可以在一次印刷过程中同时制造，大大简化了组装过程。

3D 打印电子产品的 5 个好处

1.内部原型制作

在像电子产品这样竞争激烈的行业中，对更小、更薄且功能有所改进的设备的需求是不可避免的。

然而，开发印刷电路板 (PCB)（任何电子设备的核心）和其他电子部件的原型通常具有挑战性，而且这项任务经常被外包。这通常会导致交货时间延长，在这种情况下，外包也可能伴随着知识产权问题。然而，3D 打印的出现意味着电路和电路板原型的创建可以在内部移动，从而使电子制造商能够减少采购费用，同时消除对知识产权侵权的任何担忧。

2.更快的上市时间

在内部生产原型可以在产品设计阶段提高效率。 3D 打印可加快设计迭代的周转速度，加快设计验证阶段。通过更快地开发产品，电子制造商可以获得竞争优势并实现更灵活的制造。

3.设计灵活性

3D 打印为设计复杂的形状和组件提供了机会。例如，多层电路现在可以在非平坦的柔性表面上进行 3D 打印，这是传统制造技术无法实现的。 3D 打印还使工程师能够针对功能而不是可制造性进行设计，这意味着可以更轻松地生产具有嵌入式电子设备、封装传感器和天线的复杂结构。

4.定制

3D 打印扩展了制造定制电子产品的能力。例如，明尼苏达大学的工程师正在研究直接 3D 打印在皮肤上的定制传感器的潜力。虽然通过 3D 打印定制机电部件还处于起步阶段，但定制消费电子产品已经成为现实。 3D打印可用于制作个性化的电子外壳、U盘盒和键盘。

5.简化的供应链

制造商选择使用 3D 打印在内部生产电子产品可能会对供应链产生重大影响。内部制造的好处是可以简化甚至减少外包，从而降低相关的交付和运输成本。由于按需制造和创建数字库存的机会，电子产品的 3D 打印还降低了仓储和配送成本。

有哪些系统可用？

Nano Dimension 的 DragonFly Pro 系统

Nano Dimension 专注于在各种基板（刚性和柔性）上进行 3D 打印的多层 PCB 原型。其 DragonFly Pro System 3D 打印机依赖于材料喷射技术，能够打印具有各种功能的 PCB，例如互连器。 Nano Dimension 的系统以多材料 3D 打印而著称，可同时使用专有的导电和介电墨水来制造功能电路和天线。

Optomec 的气溶胶喷射技术

Optomec 是另一家改变 D 打印电子产品游戏规则的公司。这家总部位于美国的公司开发了用于 3D 打印微米尺寸电子产品的气溶胶喷射技术。 Optomec 提供一系列 Aerosol Jet 系统，能够生产柔性 PCB、共形天线、传感器和模制互连设备。 Aerosol Jet 3D 打印机的显着特点是它们与已经市售的材料兼容。

Neotech AMT
总部位于德国的 Neotech AMT 专注于电子产品的混合 3D 打印。其系统 PJ 15X 结合了 CNC 运动平台和 3D 打印头，可生产导体、半导体、加热器图案、电阻器等。该机器专为产品开发和快速成型应用而设计。

BotFactory PCB 3D 打印机
现在可以使用 BotFactory 系列 3D 打印机进行电路板的低成本原型制作。该系统使用喷墨技术在各种基材上沉积导电和绝缘油墨的小液滴。桌面系统是当今市场上电子元件 3D 打印最实惠的选择之一。

展望未来

原型制作仍然是电子行业最常用的 3D 打印应用。然而，展望未来，3D 打印可能成为生产用于实时健康监测的可穿戴或嵌入式传感器的可行技术。此外，3D 打印传感器可以内置到镜头中以实现增强现实应用，而 3D 打印嵌入式电子设备可以用于从智能手机到汽车的物体，在增加功能的同时使它们更轻。

但在我们看到这些应用程序获得牵引力之前，有几个挑战需要解决。首先，需要开发设计软件，以定义如何在零件内部打印电子元件。目前，此类设计软件仍处于起步阶段，但预计在未来几年内会取得进展。另一个挑战是开发适用于纳米级 3D 打印的材料，因为许多电子元件都是纳米级的。

然而，尽管面临这些挑战，3D 打印电子产品仍有机会走与汽车和航空航天等技术的早期采用者相同的道路。随着技术的成熟和新的参与者进入市场，我们预计电子产品的 3D 打印最终可能会从单纯的原型制作工具转变为直接的最终生产。