据美国国家航空航天局网站2016年4月19日报道,美国国家航空航天局(NASA)戈达德太空飞行中心的技术专家开始研究使用一种叫做“气溶胶喷射打印”或“直接书写制造”的技术,制造新的、传统的装配工艺不可能完成的探测器组件。由于探测器组件变得越来越小和密集,塞满了必须电连接的电子元件以便感测和读出信号,因此设计和制造这些仪器设备,变得越来越具有挑战性。
戈达德中心领导研发的技术专家贝丝o帕克特解释称,“如果成功,气溶胶喷射技术将定义一种全新的制造密集电子电路板组件的方式,并潜在地提高电子组件的性能和一致性”。此外,气溶胶喷射打印具有大幅压缩电路板生产时间的前景,从一个月压缩到一两天。
和3D打印技术一样,气溶胶喷射制造是在计算机辅助设计(CAD)下,通过一层一层沉积材料建构部件。不过其一个重要的区别特性是——不像许多的3D打印机,在精确位置熔化和熔融塑料粉末或其他材料。气溶胶喷射打印使用载气和打印头将金属(包括银,金,铂,或铝)颗粒的微细气溶胶沉积到表面,也可以沉积聚合物或其它绝缘体,甚至可以打印碳纳米管(具有在纳米技术、电子和光学器件上有用的新颖特性的圆柱形的碳分子)。
帕克特称,它可以在弯道周围打印,或在球体或扁平的东西上打印打印,或在在柔性表面打印,然后弯曲成想要的形状。这些属性使该技术非常适用于探测器组件,特别是那些需要不同形状或非常小、但密集的组件。因为大量微小组件在电路板上必须电连接或接在一起——随着仪器变得越来越小,这是不可回避的实际问题。这些电线直径小至10微米宽,使用传统的电路板制造工艺不可能达到这样的大小(人类头发平均在17-191微米之间)。
该技术的应用并不限于探测器的电子装置。戈达德中心专门从事电子工程的技师韦斯o鲍威尔表示,仪器开发人员可以使用气溶胶喷射技术将天线、线束以及其他硬件直接打印到航天器上。
帕克特的研究团队涉及单位包括NASA马歇尔太空飞行中心、国家标准与技术研究所、马里兰州大学物理科学实验室、特拉华大学、乔治亚理工大学、马萨诸塞州洛厄尔大学。此外,一些行业团体也参与其中,其中包括康涅狄格州东哈特福德的联合技术研究中心、马里兰州巴尔的摩的NanoDirect有限责任公司、马萨诸塞州沃尔瑟姆的雷声公司、以及新墨西哥州阿尔伯克基的Optomec公司。到目前为止,该小组正在评估该技术的可重复性和鲁棒性,尤其是对于航天应用。(王晓宇
编译)