中国航空报讯:近日,美空军研讨实验室和哈佛大学维斯研讨所结合开收回一项称为&ldquo混合3D打印&rdquo的新技术,该技术采用材制造将柔性、导电油墨集成在基板资料上,创立可拉伸的柔性电子设备。工艺流程如下:首先,以柔性的、掺银的热塑性聚氨酯作为原料,应用3D打印机在聚氨酯电路基板上打印出电路轨迹;然后,采用一种&ldquo拾取-放置办法&rdquo,应用中空的3D打印机喷嘴和真空零碎,精准的将微控芯片和LED灯在拾取并放置在柔性资料基板上。
AFRL资料和制造总监、研讨迷信家丹·贝里干表示:&ldquo这是3D打印机初次展现其采用一套完好工艺,打印具有集成微电子元件的可拉伸传感器。从无到有,打印机构建了一个完好的可拉伸柔性电路,完成了将3D打印组件的机械耐久性与现有的电子元器件的弱小功能相结合。&rdquo经过测试,增材制造的混合电子设备即便从原始尺寸拉伸超越30%后也可以坚持原有功用。
&ldquo这项技术在空军范畴上具有很大使用潜力,特别是在疾速成型技术、可穿戴电子设备、传感器和人体机能监测等方面。&rdquo贝里干表示。&ldquo可穿戴电子产品有能够提供关于举动、体温、疲劳、体水含量和其他关于理解飞行员身体机能至关重要的目标的反应。但是,虽然可穿戴设备运用的内部材质实质上是柔软和可拉伸的,但电子元器件和传感器并不是。&rdquo
他补充说:&ldquo应用增材制造的办法,我们可以定制设计复杂的外形,电子元器件可应用这种共同的设计轻松的融入可穿戴设备中。将高功能的电子元器件重新封装以完成柔性可伸展,并针对集体停止量身定做。&rdquo
作为此次研讨的一局部,哈佛大学团队对这项技术停止了复杂的概念演示验证,并将微控芯片和LED指示灯安顿在氨纶弹力纤维袖套上,它可经过点亮LED灯,呼应穿戴者手臂的弯曲水平。
此外,团队还创立了一团体脚外形的压力传感器,当一团体走到传感器下面的时分,会构成一个可视化的脚部&ldquo热点图&rdquo,可以感测和监测穿戴者步态。
美空军实验室的研讨人员还对实验室的工艺办法停止测试,并正在研讨运用相反办法将天线和传感器构建到构造中我国这片创新热土正在发生一场全面而深刻的产业结构变革。的能够性。
团队希望可以处理将来设备任务进程中的供电成绩,这需求将可拉伸电池或其他可3D打印的电源整合到制造工艺中。
美空军实验室软件资料分公司总裁兼总经理,该项研讨的结合作者迈克尔·杜尔斯托克说:&ldquo集成弱小、灵敏和高能量密度的电池是十分困难的,由于消费出一块好的电池所用的资料,不一定能制成优良的柔性资料零碎。&rdquo
虽然目前相关的资料和办法还处于开展的初期阶段,但在将来,该技术潜在的使用空间是宏大的。
哈佛大学威斯研讨所的结合作者詹妮弗·刘易斯博士表示:&ldquo我们曾经扩展了可打印电子资料的选材范围,并扩大了可编程的多资料打印平台。这是完成低本钱并坚持机械波动性的制造的可定制,可穿戴电子产品的重要第一步。&rdquo
贝里干表示:&ldquo此次协作突出了我们与学术界的关系,我们可以从他们的专业知识和实际了解中汲取经验并将实际联络实践,尽能够快地将相关的技术和效果使用到飞行员身上。刘易斯教授的团队对我们十分珍贵,我们等待将来的协作。&rdquo