3D制造 给我打印一部电话

新技术直接把电子元件嵌入产品中

拆开任何一个电子设备，你都会在里面发现电路板、电子元件和一束束电线。把他们组合在一起做成产品的过程（比如制造电话）是很乏味的，这个劳动密集型的过程常常被分包给低工资的国家，比如中国。现在三维电子印刷术已经比较成熟，这种新方法使得在原材料上把电路和原件一体化成为可能（比如前面提到的电话案例），这将彻底改变电子产品的生产方式。

印刷电子技术并不新鲜，丝网印刷、光刻、喷墨印刷和其他技术用于生产电路板和元件已有很长时间，由于该技术正飞速发展，现在已可以在各式各样的表面进行印刷。在最近进展中，已经把电子印刷和“快速成型制造”结合在一起，“快速成型制造”就是使用机器（即大众熟知的3D打印机）对原材料进行逐层加工成型。

印刷电子技术需要带有电气性能的“墨水”，这些墨水能扮演导体、电阻或半导体的角色，并且变得越来多才多艺，就拿施乐公司的例子来说（美国施乐公司是一家制造办公设备和商业印刷系统的公司，研究中心位于加拿大），它开发的一种银质墨水能够直接在柔性材料上打印出电路，比如塑料和纤维织物。

银的导电性要比铜好，所以常用在电路中，但银不仅昂贵而且很难用于印刷（银的熔点为962°C）。然而实验室研究主管Paul Smith说，施乐公司通过把银制成仅有5纳米（约十亿分之一米）的小颗粒，生产的银质墨水就能在低于140°C熔化，这样的墨水能够通过喷墨方式或者其他比较廉价的处理方式进行打印。与化学蚀刻处理法不同，这种方法不仅银用量极少，并且不会浪费。

施乐公司位于加州帕洛阿尔托的PARC研究中心正在研发使用此墨水的技术。这些技术能够为不同的电子元件打印电路，包括柔性显示器、传感器和经安全认证的射频天线。PARC的电子印刷技术小组主管Janos Veres说，随着快速成型制造技术的出现，直接在产品身上印刷出电路开始变得可能。

这还包括具有复杂形状的产品，总部位于新墨西哥州阿尔伯克基的Optomec公司已经为多个行业开发了快速成型制造系统：为了“增强现实”，它能直接在眼镜上进行电子印刷；它能运用嵌入电子技术测量塑料水箱里的水有多满，并控制水泵的开关；能在军用盔甲上印刷传感器；或在手机案例中，在天线进上行印刷。

在最近三方合作中，Optomec公司与极光飞行科学公司（美国无人飞行器制造公司）和Stratasys公司（总部设在明尼阿波里斯市的3D打印公司）合力为小型无人机打造了“智能机翼”。该机翼由热塑性材料制造，并由Stratasys的3D打印机成型，然后Optomec采用名为“气雾喷射”的技术在机翼上印刷出电路、传感器和天线。采用这种技术的方法能够让轻量级无人机根据任务和需求进行定制和印刷。

Optomec公司的气雾喷射技术与喷墨印刷术有很大不同。后者打印头仅仅在一毫米远的位置把墨水微粒汇集在打印平面上，而气雾喷射技术会先把打印材料雾化为纳米级别的微小液滴，在气体护层下通过喷嘴进行精确聚集喷射，这种喷嘴距离打印面5毫米或者更远，所以可以在不规则外形上进行打印。不管是喷嘴还是支撑被打印物体的托盘都可以在三维结构上通过改变角度进行操作，比起动辄上百毫米的电子产品，该技术可以在多种材料上打印出更小的产品。

不必把多个单独的组件装配到一起，3D电子印刷术使得用单一机器打印出整个产品成为可能，Optomec 首席执行官 Dave Ramahi说到。然而他认为该技术的使用还需要经历商业化的发展，也就是说在目前大批量生产的过程中只在特定阶段采用该技术，比如在手机制造过程中印刷天线，因为很多手机采用不同的天线来接入不同的无线网络，这在传统电子产品内部会占用较大的空间。Ramahi又补充说到，该技术的商业应用会在一年内实现。

打印一部电话（包括里面所有的电子元件）到底有多困难？Optomec正开发可以完成一些必要步骤的设备，除了天线之外，它们还可以打印屏幕的边缘电路、三维联通的芯片、多层电路板和触摸屏，甚至电池也可以被打印。但是最大的挑战来自于芯片的打印（也就是手机的大脑），这里每平方毫米包含上百万个晶体管，并且目前可制造它的硅加设备价值100亿美元甚至更多，而植入电路意味着手机可以做的更加纤薄，同时也减少了原材料和装配的成本。

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电路打印和3d打印结合好以后，如果真的能廉价实现的话，是个革命啊。
想想，要是芯片也能按弯弯曲曲的形状打印出来，电路打印到柔性显示材料上面，电子设备打印到机械装置里面。
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做这个事的企业是现实主义的：“目前大批量生产的过程中只在特定阶段采用该技术，比如在手机制造过程中印刷天线，因为很多手机采用不同的天线来接入不同的无线网络，这在传统电子产品内部会占用较大的空间。Ramahi又补充说到，该技术的商业应用会在一年内实现。”
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没错，也许可以一部分先应用，比如手机或者电话的一部分器件可以这样来生产
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消费类电子产品的局部。
这样子做，一有市场，二门槛相对低些。
等财务做大了，技术成熟了，
升级到整个电子设备的打印，除了芯片。
能弄到这个程度的话，已经改变电子工业了，我觉得。
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估计目前只能打印一些集成度不高的电路，nm级芯片打印估计还需要不少时间。
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也可以了，有市场。
粗大笨不是问题，只要成本低。
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这个技术直接摧毁很多制造业岗位
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说实话，我还是很期待这个技术出现的，因为现在自己也在从事这方面的一些技术开发。
如果这个技术真的实现，应该会是对电子制造的一个大革新，会带动一波新的产业出现。
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这个技术方面说起来不是很麻烦，最核心的部分就是喷头和墨水(就是你想喷出来的东西)。

如果是制造电路板，把墨水换成导电材质就OK了，当然导电材质要求是很小很小的颗粒，大概是nm级别吧。这种制造方式，最大的好处是环保，现在制造电路板最大的问题就是污水处理，极其不环保。如果是要打印的话，你可以想象，后期污水处理会节省多大的成本，而且也不存在开板费什么的。你的pcb原始文件拿过来，直接打印就可以了。

现在一个墨滴的大小尺寸是um级别的，如果要打印的话，也不会是那么老大粗的东西，对很多的低成本应用，精度应该是足够了。
以前我们的领导跟人家墨水厂家谈过这方面的一些合作，但是没下文了。

其实，这种打印模式已经有了，比如在瓷砖上面，已经用这种喷墨打印的技术，来打印各种各样的图案.