微打印還是氣溶膠噴射，一文看懂傳感器的3D打印
關于傳感器的3D打印，有報道顯示，耐克正在使用納米科技將傳感器嵌入至服裝。而不遠的未來，用戶將可以使用3D打印技術去制作自己的智能T恤。運動員和教練將可以更好地了解是否訓練過度，以及運動員的身體是否缺水，或是過于緊張。這也將降低耐克等公司生產和供應鏈管理的成本。
嵌入傳感器的3D打印也將改變醫療設備行業。國外一家診所-梅約診所已開發了首個這樣的設備。該醫院正在探索，如何將傳感器植入設備，從而加強對病人身體狀況的監控。那么這些傳感器的3D打印是用到了哪種具體的3D打印技術呢？對3D打印技術的要求是什么樣的呢？
傳感器市場。來源：3D打印與電子產品白皮書
傳感器的微打印
微型3D打印
一家來自新西蘭的叫做Callaghan Innovation公司的新技術正在推動微型3D打印的發展。其MicroMaker3D 打印技術帶來了新型的微型3D打印，它將為電子產品，微型零件，微型傳感器和IoT組件，光學設備等的原型技術提供制造支持。
MicroMaker打印的產品
使用微型打印機可以經濟高效地生產各種產品，例如過濾器，天線，光學產品，微型閥，流體通道以及微型齒輪和彈簧。MicroMaker3D與眾不同的是其正在申請專利的層壓樹脂打印（LRP）技術，該技術使用固體樹脂片而不是液體樹脂。厚度非常薄，只有5微米（0.005毫米），打印機的體素分辨率為5微米。LRP的工作方式如下：將一張干膜光致抗蝕劑樹脂片放在打印床上，并使用紫外線光源將模型的橫截面投影到其上。然后將另一張樹脂片放在第一個樹脂片的頂部，然后投影下一個橫截面。在打印完所有層之后，通過在激活區域中進行精確控制的催化交聯反應，將一疊樹脂片加熱固化，以實現完全聚合。最后，所有未聚合的樹脂都被洗掉，剩下一個完全致密的部分。
這種LRP技術的MicroMaker3D打印具有一些不錯的特點，首先，它可以打印任何程度的懸垂，因為未聚合的樹脂可以用作支撐材料。這也使其能夠以極小的公差打印運動部件。LRP的另一個優點是，由于樹脂已經是固體，因此固化時不會收縮和翹曲，因此零件的尺寸和形狀完全正確。該工藝使用耐高溫，耐溶劑，耐酸和惡劣環境的行業標準光刻膠。與光刻不同，LRP不需要潔凈室，因此更易于使用。
氣溶膠噴射技術
Optomec氣溶膠噴射技術用于傳感器的制造是被證明的成熟技術，之前斯旺西大學的研究人員就通過Optomec氣溶膠噴射技術直接打印應變和光學蠕變傳感器，用在噴氣發動機的壓縮機葉片表面上。使用激光檢測系統和光學測量的傳感器，研究人員能夠確定一個組件的蠕變程度在10納米以內。完成應變傳感器的制造則需要不同設備之間的配合，包括氣溶膠噴射機（例如，Optomec氣溶膠和透鏡系統）、微噴機（如Ohcraft或nScrypt公司的微筆或3Dn），以及 MesoScribe Technologies技術公司的等離子噴涂設備MesoPlasma。
打印傳感器的過程開始于用霧發生器霧化納米銀導電墨水，先是通過流空氣動力學誘導沉積頭，產生鞘氣環狀流。通過噴嘴對準基板以同軸流量集中噴射。材料的圖案是通過數控命令來完成的，而在基板保持固定的同時，沉積頭和基板之間的距離保持不變，以確保的材料準確的沉積。
油墨沉積后，再經過熱處理，使得傳感器具有正確的導電性和機械性能。另外局部處理是可能的，使用激光處理工藝，允許使用的材料具有非常低的溫度公差。最終的結果是高質量的薄膜，細如10納米的邊緣定義帶來高性能的表現。
Optomec氣溶膠噴射技術在感應器的3D打印方面，根據3D科學谷的市場研究，2017年1月17日GE獲得批準的專利中，公開了用于制造渦輪機部件上的應變傳感器的方法。該方法包括渦輪部件的外部表面規劃，和如何將陶瓷材料沉積到外部表面指定的位置上。專利還公開了一種監測渦輪部件的方法，該方法包括形成至少兩個參考點的應變傳感器。威爾士打印和涂層中心研究人員（WCPC）認為這使得葉片的狀況可以被監測，且提高燃油效率以及提高發動機運行溫度。
Nano Dimension 3D打印
Nano Dimension 3D電路打印以快速、保密性佳、可打印多層繁雜精細度高的打印技術優勢，專門應用于電路板原型設計和開發用途，獨家的納米級銀質導電材料AgCite以及PCB電路板3D設計軟件，能夠一次性生產混和導電(金屬)和絕緣(塑料聚合物)墨水材料的原型，精準打印出完整且多層次的PCB特征，包含埋孔、鍍通孔的互連細節，且無須蝕刻、鉆孔、電鍍或破壞并在數小時內即可完成。目前已逐步被廣泛應用于汽車產業和電子產品的電路板原型、概念樣品制作、設計驗證和其他夾具測試上、封裝傳感器、導電幾何體、天線、模塑連接設備、穿戴式設備和其他創新設備。
Nano Dimension 于2019年7月24日推出的突破性系統專為工業4.0和物聯網制造而設計。DragonFly LDM 是成功的 DragonFly Pro 精密系統的延伸，用于打印電子元件，包括多層印刷電路板（PCB），電容器，線圈，傳感器，天線等。
混合材料3D打印技術。來源：3D打印與電子產品白皮書
當然還有更多的3D打印傳感器技術，究竟哪一種技術將來占據市場主導地位，目前還很難斷言，我們將保持持續關注。
(責任編輯：admin)
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