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美大学用新型导电油墨3D打印出雷达电子部件

2016-01-05 09:21
小鱼时代
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  在过去的一段时间里,金属3D打印正在全球范围内以极其迅猛的速度发展。在认识到这项技术能够明显降低零部件的制造成本和缩短时间后,包括中国、韩国、美国在内的许多国家都逐步将其应用到了军事领域。不过,其实这种技术还能做到许多更前沿的事情,最近,美国马瑟诸塞州大学洛威尔分校(UML)就证明了这一点—他们开发出了一种新型导电墨水并成功用其3D打印出了电子雷达的部件。

  这种新型的功能性墨水是由UML的Raytheon赞助实验室研制的。学院的联合领导人Christopher McCarroll表示,这项创新在军事和生活上都有很多潜在应用。虽然导电墨水之前就已经出现了,但使用它们3D打印而成的产品却很难得到正确的电子性能,而这对于应对高频无线电波至关重要。尽管在塑料框架上3D打印电子产品在理论上会更加经济和通用,不过现有的材料还无法实现这点,而这正是此次UML开发出的新型导电墨水可以解决的。

  这种导电墨水实际上是由悬浮在热塑性聚合物中的金属纳米颗粒组成的,不过不同于之前的同类产品,这种材料具有能够通过电压而调整的电子特性。此外,它的固化温度很低,而这可确保在3D打印时与塑料完美融合。

  据了解,在测试中,UML已经使用这种新材料成功3D打印出了两个电子元件:第一个是经特别调谐能够产生或探测到特定频段无线电波的变容二级管,而它正是雷达所需的组件。研究团队相信这是世界上首次完整3D打印出这种可用于军事雷达、汽车防撞系统和手机信号塔的电子元件。第二个用来电子操纵相控阵雷达束和频率选择表面的移相器。它是一种带通滤波器,可阻挡特殊频段的电磁波并允许其它波段的通过。这两个3D打印电子元件是由一台可使用气流沉积墨水的喷射3D打印机与一台依靠振动的特制墨水3D打印机联合制造出来的。它们多用于防止雷达干扰,在军队和医院中比较常见。

          
  尽管这种新型导电墨水和设计方法目前仍处于试验阶段,不过McCarroll对它们的未来前景表现出了极大的乐观。他认为这种材料可以令雷达的制造变得更经济和容易。现在,他们的下一个目标就是3D打印出具备完整功能的雷达系统。为此,他们正在尝试将高能计算机芯片整合到制造过程中,而这可能要花费相当长的一段时间才能成功。

 

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