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混合3D打印:下一级柔性可穿戴制造

2017-11-01 00:00:00 作者:华越国际  浏览次数:


现在是下午5点,到了结束一天工作的时间了。你关掉电脑,但是想起来还有几封邮件没发。你就像折一张纸一样把你的新电脑折叠起来,并放进你的包里。离开办公室时,你不用担心灯有没有关,门有没有锁,现在一切琐事都无需担心。

但这不能真正被称为“未来”,因为这些东西比你想象得更早到来。这一切都得益于每天新兴的技术突破。 

灵活的3D打印可穿戴设备

电子行业发展如此之快,我们几乎无法跟上所有的创新。不久之前,我们正在使用的电脑的处理能力远远低于现在的智能手机平均水平。然后是笔记本电脑,平板电脑和所有“智能”小工具,使我们实现了移动数字生活。最近,我们看到了新一代的智能传感器,它们具有无与伦比的多功能性:它们被用于医疗行业(想到“测量你的温度和血压的补丁”),在汽车行业的传感器,帮助您停放汽车)和农业(无人机配备传感器,通过提供关于土壤质量,湿度,虫害等的准确数据确保更好的产量)。但是,随着柔性电子产品的应用,他们即将大幅度升级。 

下一代传感器将是柔韧的和“弯曲的”。由于它们的灵活性,它们可以附着在任何表面上。想象一下,传感器可以通过贴合在你的皮肤上来收集有关您的健康状况的数据时,,或在体育运动中,运动员不会被测量肌肉劳损,水合和心率的传感器分心,从而防止不必要的伤害。这些传感器将以新的和令人兴奋的方式利用智能技术。 

而根据新的研究与市场报告,这个新兴领域的市场将在2021年达到3600亿美元,复合年增长率为106.18%。可伸缩的电子设备展示了许多应用的巨大潜力。但是寻求制造“可拉伸电子”的优质方式的追求是一个挑战,因为电气部件一般往往是僵化的。

为了实现这一新技术,密苏里科技大学的研究人员正在使用3D印刷,也称为添加剂制造,可以将“高导电性材料逐层地印刷在弹性体表面上”。在一般情况下,3D打印允许他们以柔性塑料打印电路。他们的项目被称为“直接气溶胶印刷”,“涉及喷涂,然后将导电材料与可拉伸基材结合”。

密歇根科技大学机械与航空航天工程助理教授潘恒为研发杂志概述了3D打印制造“可拉伸设备”的优势。“添加剂制造有一个好处,它可以轻松地从一种材料转变到另一种材料,并将所有不同的材料整合在一起。您几乎可以打印3D几何中的任何材料。潘先生说:“我们相信这种添加剂技术在电子产品创造方面有很强的优势。”但是,该团队承认需要更多工作的其他问题,例如“延长使用寿命和延长电池的开发时间”。“我们正在积极地处理电池”。

但哈佛大学的科学家已经设法找到一种制造“灵活耐用的穿戴式设备,与身体移动并提供可编程性”的方式,这将成为可伸缩电子领域真正的游戏规则。

混合3D打印

哈佛大学威斯研究所,哈佛大学工程与应用科学学院的约翰·保尔森工程学院和空军研究实验室之间的合作,已经开发出一种方法,它将柔性导电油墨和基质材料与硬质电子元件成为一个单一的,可拉伸的设备“。他们正在使用热塑性聚氨酯(TPU),无论是纯银还是银薄片,以制造电路和柔性层。 

重点是简单。作为Wyss研究所工作人员的工作人员亚历克斯·瓦伦丁(Alex Valentine),当研究完成时,他解释说:“因为基片和电极都含有TPU,所以当它们被共同印刷时,它们彼此强烈地相互粘附在一起干燥。溶剂蒸发后,两种油墨都会固化,形成一个既柔软又可拉伸的集成系统。“作为一个概念验证,该团队创建了两个装置  -  ”可穿戴袖套装置,指示佩戴者手臂通过LED的连续点亮而弯曲“和”人的左脚的形状的压力传感器。

哈佛大学工程与应用科学学院(SEAS)的詹妮弗·刘易斯(Jennifer Lewis)以及哈佛大学威斯康星生物启发工程研究所(Wyss)的研究人员表示:“我们认为,这是制造低成本,机械可定制的可穿戴电子产品的重要的第一步。”

毫无疑问,可拉伸电子行业可能有一个光明的未来。

如对此技术和产品有兴趣,请给我们留言,会有专人回复。

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