近日，英國先進(jìn)制造研究中心（AMRC）的設(shè)計與原型團(tuán)隊(duì)開發(fā)出了一種方法，可以在SLA 3D打印機(jī)打印的時候嵌入電子器件。為了展示自己的這一成果，科學(xué)家們3D打印出了一個U盤，這個優(yōu)盤是用一臺SLA 3D打印機(jī)圍繞著一塊集成電路打印而成的，整個外殼都是一個無縫的整體，并非分別打印出兩片外殼，然后組裝在一起而形成。

 

據(jù)了解，AMRC隸屬于英國謝菲爾德大學(xué)，同時也是應(yīng)該先進(jìn)制造領(lǐng)域最重要的研究機(jī)構(gòu)之一。當(dāng)這個團(tuán)隊(duì)接受這個在打印過程中間結(jié)合固體物體的研究任務(wù)之后，就面臨著相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。但是一旦攻克，它所能夠帶來的好處也是相當(dāng)明細(xì)的：它不僅能夠使得電子產(chǎn)品的制造更加容易和高效，而且在打印過程中嵌入電子電路也可以使得產(chǎn)品天然具有防塵、防水的功能。更通用地說，它顯然也優(yōu)化了材料的使用和裝配時間，極大地減少了需要的后處理環(huán)節(jié)。勿庸置疑，醫(yī)療應(yīng)用也能夠廣泛地從該技術(shù)中獲益。

據(jù)科學(xué)家們解釋說，其中的關(guān)鍵在于：在暫停機(jī)器和插入任何您想要的物體和設(shè)備之前，需要非常仔細(xì)地追蹤打印的層數(shù)。“另外，還要在預(yù)處理打印文件時，針對即將嵌入部件的對象去除任何不必要的支撐材料。構(gòu)建過程需要在相關(guān)高度的層高停頓，然后充分封裝部件。”研究人員說。由于他們使用的是3D Systems系統(tǒng)的ProJet 6000 SLA 3D打印機(jī)，這些動作就需要相應(yīng)地在該機(jī)器的管理軟件3DManage上進(jìn)行。

 

比如設(shè)計與原型團(tuán)隊(duì)的研究人員在操作過程中，他們把ProJet 6000的層高設(shè)定為0.1毫米。這樣的話，“在打印時會在到70層（7毫米）時暫定并插入部件，這樣插入的部件會和頂部之間有0.2毫米的間隙。這保證了校平機(jī)不會接觸到部件，從而不會損壞打印部件或者造成打印失敗。另外插入部件的四邊會和正在打印的外殼保持0.1毫米的間隙。”他們解釋說，“一旦該部件插入到位，3D打印繼續(xù)進(jìn)行。該組件周圍0.1和0.2毫米的間隙將會被填充未固化的環(huán)氧樹脂填充，它們在整個打印過程中一直是未固化的，直到在UV室中進(jìn)行后處理操作時才會完全固化。

在該部件打印完成之后，首先要進(jìn)行后處理工作，其中包括清潔和去除支撐材料。USB驅(qū)動器會在固化前就進(jìn)行測試。

不過這種方法也不是對于所有的結(jié)構(gòu)都有用，關(guān)鍵在于零部件的角度。“為了防止構(gòu)建失敗，建議生成的支撐結(jié)構(gòu)與垂直平面的夾角要大于36度。由于在構(gòu)建過程中插入組件起到了支撐結(jié)構(gòu)的作用，所以這一塊區(qū)域就不需要設(shè)置支撐結(jié)構(gòu)。”他們建議說。

總而言之，這是一個很有趣的方法，值得進(jìn)一步探討。不過遺憾的是只有SLA 3D打印機(jī)能夠做到，這就大大限制了該技術(shù)的應(yīng)用。研究人員解釋說，其中的原因在于像FDM、SLS等之類的技術(shù)往往需要用高溫熔化材料，很容易損害到電子元器件。