室溫電化學增材制造技術可進一步擴展金屬3D打印市場
時間：2024-01-28 20:46 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
導讀：3D打印技術為設計帶來了靈活性、性能優化、縮短交貨時間和可持續發展等優勢。然而，目前該技術面臨的最大挑戰之一是無法滿足大批量應用的需求。雖然塑料3D打印技術在大批量制造方面取得了一些成功，但金屬打印技術的成功還很有限。
金屬大規模3D打印擴展的主要制約因素包括使用昂貴且難以處理的粉末原料、復雜且勞動密集型的后處理、可重復性不足、高能耗的熱處理過程以及需要熟練操作人員的高成本設備。為解決這些制約因素，人們開發了多種解決方案，但能夠成功解決所有問題的方案卻寥寥無幾。
室溫金屬3D打印技術
電化學增材制造(ECAM)是一種室溫金屬3D打印技術，無需熱處理即可生產復雜、致密的金屬零件。美國初創公司Fabric8Labs的電化學增材制造，最近成為高分辨率金屬增材制造的差異化技術。與其它3D打印相比，電化學增材制造不使用粉末原料，也不使用熱處理。相反，該技術采用含有溶解金屬離子的室溫水基原料在原子水平上構建。另外，這種材料來源于長期且穩健的供應鏈，廣泛供應且成本低廉的金屬鹽。
Fabric8Labs表示：“電化學方法可實現微米級特征分辨率、復雜的內部特征、高純度材料以及快速可擴展性以支持大規模制造。我們致力于通過提供取代傳統制造的先進制造服務來，拓寬金屬增材制造市場�！�
電化學增材制造打印工藝，更類似于用于聚合物的立體光刻(SLA)或數字光處理(DLA)打印工藝，而不是現有的金屬增材制造工藝，例如激光粉末床熔融或粘合劑噴射。水基電化學增材制造原料具有低粘度并保持在室溫下，允許數百臺打印機通過標準管道組件由通用原料庫提供服務，從而大大簡化了原材料輸入的管理。
此外，無粉原料在制造復雜的高分辨率液體冷卻產品時具有顯著優勢，因為這些產品很難甚至不可能去除粉末。
電化學增材制造的潛在應用前景
電化學增材制造的室溫工藝，允許直接在各種基材上進行打印，包括銅板或箔、打印電路板（PCB）、陶瓷和硅。在一個常見的示例中，電化學增材制造用于在預加工的銅基板上添加高分辨率冷卻功能，以生產用于數據中心冷卻的先進液體冷板。
其他示例包括，分別使用陶瓷和PCB基板的電源模塊和高頻RF設備。這種將增材制造與傳統制造相結合的混合制造方法，極大地提高了技術的可擴展性，因為只有高價值和復雜的特征才需要3D打印。
電化學增材制造的高容量可擴展性吸引了風投的大量資金，Fabric8Labs的總資本投資超過7300萬美元（約合5.24億人民幣）。該公司利用最近結束的B輪融資，在加利福尼亞州圣地亞哥建立了一個試點生產設施。
電化學增材制造非常適合為電子價值鏈中的應用提供服務。該工廠交付的早期產品包括高性能熱管理設備（例如液體冷板）以及高頻射頻組件（包括天線和濾波器）。由于每年能夠生產數百萬甚至數十億個零件，因此，該技術有潛力成為一種廣泛應用的制造技術。
金屬大規模3D打印擴展的主要制約因素包括使用昂貴且難以處理的粉末原料、復雜且勞動密集型的后處理、可重復性不足、高能耗的熱處理過程以及需要熟練操作人員的高成本設備。為解決這些制約因素，人們開發了多種解決方案，但能夠成功解決所有問題的方案卻寥寥無幾。
△ECAM獨特地結合了現有技術，實現了大規模增材制造。微電極陣列打印頭可以利用室溫水基原料可靠地生產高質量零件
室溫金屬3D打印技術
電化學增材制造(ECAM)是一種室溫金屬3D打印技術，無需熱處理即可生產復雜、致密的金屬零件。美國初創公司Fabric8Labs的電化學增材制造，最近成為高分辨率金屬增材制造的差異化技術。與其它3D打印相比，電化學增材制造不使用粉末原料，也不使用熱處理。相反，該技術采用含有溶解金屬離子的室溫水基原料在原子水平上構建。另外，這種材料來源于長期且穩健的供應鏈，廣泛供應且成本低廉的金屬鹽。
Fabric8Labs表示：“電化學方法可實現微米級特征分辨率、復雜的內部特征、高純度材料以及快速可擴展性以支持大規模制造。我們致力于通過提供取代傳統制造的先進制造服務來，拓寬金屬增材制造市場�！�
△超高分辨率、高純度組件，能夠直接打印到溫度敏感基材上，例如PCB、硅或現有金屬組件
電化學增材制造打印工藝，更類似于用于聚合物的立體光刻(SLA)或數字光處理(DLA)打印工藝，而不是現有的金屬增材制造工藝，例如激光粉末床熔融或粘合劑噴射。水基電化學增材制造原料具有低粘度并保持在室溫下，允許數百臺打印機通過標準管道組件由通用原料庫提供服務，從而大大簡化了原材料輸入的管理。
此外，無粉原料在制造復雜的高分辨率液體冷卻產品時具有顯著優勢，因為這些產品很難甚至不可能去除粉末。
△金屬原料可回收，能耗低。相對于替代增材技術和傳統制造，ECAM可以減少90%以上的溫室氣體排放
電化學增材制造的潛在應用前景
電化學增材制造的室溫工藝，允許直接在各種基材上進行打印，包括銅板或箔、打印電路板（PCB）、陶瓷和硅。在一個常見的示例中，電化學增材制造用于在預加工的銅基板上添加高分辨率冷卻功能，以生產用于數據中心冷卻的先進液體冷板。
其他示例包括，分別使用陶瓷和PCB基板的電源模塊和高頻RF設備。這種將增材制造與傳統制造相結合的混合制造方法，極大地提高了技術的可擴展性，因為只有高價值和復雜的特征才需要3D打印。
電化學增材制造的高容量可擴展性吸引了風投的大量資金，Fabric8Labs的總資本投資超過7300萬美元（約合5.24億人民幣）。該公司利用最近結束的B輪融資，在加利福尼亞州圣地亞哥建立了一個試點生產設施。
電化學增材制造非常適合為電子價值鏈中的應用提供服務。該工廠交付的早期產品包括高性能熱管理設備（例如液體冷板）以及高頻射頻組件（包括天線和濾波器）。由于每年能夠生產數百萬甚至數十億個零件，因此，該技術有潛力成為一種廣泛應用的制造技術。
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