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杜邦押注电子3D打印

发布时间：2022-03-09 17:55:47

很明显，世界上一些最大和最重要的公司正在探索电子3D打印的应用前景，这其中包括谷歌、Meta、通用、强生和三星等。然而，发生演变的不仅是单纯的一种电子3D打印过程，而是一个完整的生态系统。

至少，上述这些巨头正在使用Optomec公司的气溶胶喷射（Aersol Jet）技术，以将导电电路打印到3D物体上。同样重要的还有介电材料，从而将能量集中在其预期用途上。在这个过程中，伴随着可以让电子产品实现更高性能的新一代材料的出现，3D打印正扮演着越来越重要的角色。其它一些大公司也注意到了这一点，包括杜邦这样的世界最大化学公司，以及洛克希德·马丁这样的国防承包商。

如果设备公司想用3D打印天线来对手机和平板电脑瘦身，那么这仅仅是个开始。由于增材制造提供了传统生产技术所无法企及的几何自由，它可以制造出具有独特新功能的电子产品，而天线产品证明了这一点。

总部位于波士顿的初创公司Fortify发明了一种新型3D打印机，它可以处理比目前许多增材制造系统范围更广的材料。它的功能之一是磁性排列复合粒子的能力，比如用在更硬部件中的陶瓷纤维。然而，这并不是该公司在电子产品领域的优势所在。Fortify的连续动力混合技术（Continuous Kinetic Mixing）令其打印机可以使用更粘稠的树脂。这通常可用于3D打印中，包括用于射频和微波通信的塑料。

该材料系列被称为基数3D打印电介质（Radix 3D Printable Dielectrics），是由特种化学品公司Rogers Corporation开发的。虽然在增材制造中有其他介电树脂可用，但基数3D打印电介质具备比现有材料更好的耗散因子，因此能让电流在通过电路时耗能更少。另外，这也有可能帮助设计出在传统制造技术中不可能实现的独特电子设备，包括射频传感器和5G天线，它们具有复杂的倾斜几何形状，越向中心越紧凑，越向外围密度越低。

这样的设备可以极大地提高天线的增益和扫描角度，而这可能是推出5G网络的关键。由于低频通信频带已经变得拥挤，电信和国防公司正在寻求以毫米波5G为目标，而3D打印的透镜可能会得到广泛应用。

上图显示的打印介质透镜使用了来自nTopology公司的拓扑优化，具有3D渐变介质特性。透镜趋向中心的密度较大，趋向边缘的密度较小。图片由Fortify提供。

“Fortify有一个针对电子应用的材料面板。最近推出的基数2.8（Radix 2.8）是第一个低损耗，可调介质树脂。”Fortify的CEO Josh Martin表示。“我们已经验证了针对批量铜的化学镀层工作流程，甚至是在共形曲面（conformal surface），这为打印具有介电和导电需求的部件提供了新的能力。除了直接打印介质树脂，我们还有用于电子制造工具的高温ESD安全材料，以及用于热管理应用的热传导高介电材料。”

更有趣的是，Rogers公司正处于被DuPont de Nemours, Inc.收购的进程中，后者在与陶氏化学（Dow Chemical）短暂合并时曾是世界上最大的化学公司。这笔交易的价值为52亿美元，对于一家截至2020年亏损近30亿美元的材料巨头来说，是一笔可观的金额。杜邦目前正在剥离部分工程聚合物和性能树脂部门，转而购买来自Rogers的材料。杜邦称，Rogers涉足“高增长、高利润市场”，这包括“电动汽车、高级驾驶辅助系统（ADAS）、5G电信和清洁能源”。

这就引出了一个问题：杜邦是否打算进一步开发3D打印电子产品的材料？毕竟，该公司还在与芝加哥一家生产快速、高通量3D打印机的制造商合作，为电子产品生产材料。

来源：福布斯官方账号（文/Michael Molitch-Hou）

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