市場(chǎng)上電子產(chǎn)品3D打印最成功的例子可能是Optomec,其氣溶膠噴射打印(AJP)技術(shù)現(xiàn)在不僅用于電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的原型和研究,而且還用于生產(chǎn)。最新的例子是一家不知名的“美國(guó)主要醫(yī)療保健制造商”,該公司剛剛收到一臺(tái)AJP 3D打印機(jī),將用于“一種領(lǐng)先的診斷醫(yī)療設(shè)備的批量生產(chǎn)”
Optomec公司的AJP工藝源于上世紀(jì)90年代美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)的一個(gè)項(xiàng)目。由此產(chǎn)生的直接寫入技術(shù)使得在曲面上3D打印材料成為可能。AJP是指將一種材料霧化成霧狀,通過(guò)細(xì)噴嘴聚焦并沉積到基材上。可印刷材料的范圍很廣,包括金屬、電阻材料、非金屬導(dǎo)體、電介質(zhì)、粘合劑、半導(dǎo)體、DNA和蛋白質(zhì)。對(duì)于許多金屬油墨的最終固化,3D打印對(duì)象必須在烤箱中加熱。
對(duì)于醫(yī)療保健制造商來(lái)說(shuō),AJP系統(tǒng)是一份價(jià)值100萬(wàn)美元的合同的一部分,合同還包括軟件和生產(chǎn)流程(或“配方”)的交付。打印機(jī)將部署到3D打印多層電路到結(jié)構(gòu)部件上,而不是手動(dòng)將柔性電路整合到設(shè)備中。反過(guò)來(lái),人們相信成本會(huì)降低,吞吐量和靈活性也會(huì)增加。在首次使用該系統(tǒng)后,Optomec相信客戶會(huì)繼續(xù)購(gòu)買其他機(jī)器。
據(jù)Optomec稱,醫(yī)療設(shè)備目前占公司業(yè)務(wù)的20%,包括連續(xù)血糖監(jiān)測(cè)儀、功能化導(dǎo)管、手術(shù)針和藥物發(fā)現(xiàn)分析。最近,卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的研究人員開(kāi)始使用AJP來(lái)創(chuàng)建一種家庭快速檢測(cè)COVID-19的方法。該小組能夠制造出微型金電極,通過(guò)在3D打印結(jié)構(gòu)內(nèi)的電化學(xué)反應(yīng),即使在低濃度下也能檢測(cè)到SARS-CoV-2病毒的兩種抗體。
除了醫(yī)療應(yīng)用,AJP還被用于消費(fèi)電子等領(lǐng)域。Lite-On-Mobile-Mechanical SBG在其位于中國(guó)廣州的工廠使用氣溶膠噴射5X五軸機(jī)器,將電子產(chǎn)品3D打印到數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的消費(fèi)電子產(chǎn)品上。該公司為智能手機(jī)和平板電腦的外形設(shè)計(jì)了電子材料,全天候運(yùn)行。2019年,三星還購(gòu)買了一臺(tái)5X機(jī)器,用于生產(chǎn)消費(fèi)電子產(chǎn)品。
在一個(gè)單一的制造過(guò)程中制造出整個(gè)復(fù)雜物體的圣杯是一個(gè)緩慢的過(guò)程,朝著一個(gè)潛在的不可能的目標(biāo)前進(jìn),但是Optomec的AJP技術(shù)展示了一個(gè)關(guān)鍵的步驟:在終端部件上添加電子產(chǎn)品。這種技術(shù)在世界各地的生產(chǎn)線上被發(fā)現(xiàn)可能只是時(shí)間問(wèn)題。