3D打印解決方案可保護電子設備免受靜電釋放影響
時間：2024-11-09 09:41 來源：南極熊 作者：admin 閱讀：次
2024年11月8日，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的研究團隊成功開發出一種創新的3D打印技術，該技術能夠生產具有定制孔隙結構的彈性硅膠泡沫，用于為電子產品中的敏感元件提供全面的機械和電氣保護。新技術旨在減少設備和組件故障，避免由此產生的成本增加和潛在的工作場所傷害。
技術研發背景
3D打印技術的飛速發展已經打開了制造具有復雜內部結構的蜂窩泡沫的大門，這些結構能夠實現可定制的壓縮機械性能。LLNL的研究人員巧妙地利用了這一技術，通過精確控制打印過程中的應力分布，設計出能夠均勻分散應力的結構，從而有效防止了永久變形的發生。
此外，3D打印技術在材料屬性方面的優勢同樣令人矚目。研究人員能夠運用定制樹脂，通過調整其固有屬性來精確控制材料性能，這些性能保持不變，不受材料數量的影響。
直接墨水書寫（DIW）技術作為一種創新的擠出工藝，在3D打印領域中脫穎而出。這種技術允許逐層沉積具有特定流變特性的糊狀材料，構建出復雜的三維結構。DIW特別適用于硅樹脂等材料的打印，為3D打印技術的應用拓展了更多可能性。
△將單壁碳納米管 (CNT) 摻入3D可打印硅氧烷彈性體中以消除靜電示意圖
創新硅樹脂配方通過DIW技術實現ESD保護封裝
在這項研究中，硅樹脂因低揮發性、良好的彈性和廣泛的熱穩定性而受到青睞。通過直接墨水書寫（DIW）技術，這些硅樹脂已被成功加工并應用于可穿戴技術、軟機器人以及其它結構部件。
為了實現防靜電包裝的DIW打印，研究團隊進行了一系列混合研究，最終開發出一種獨特的硅樹脂配方。該配方融合了碳納米管（CNT）濃縮物和流變改性劑（增稠劑），不僅確保了材料的可打印性，還滿足了防靜電（ESD）所需的導電性能。CNT作為控制靜電積聚的優質導電添加劑，而流變改性劑則允許在高分辨率下3D打印出具有定制孔隙率的結構。
研究人員利用這種特殊配方的樹脂，直接將ESD結構打印到電路板上。這種打印結構不僅為敏感電路提供了電氣保護，還充當了緩沖墊的角色。為了測試性能，研究人員進行了錘擊電路板的實驗。
盡管該團隊指出，未來仍需對打印結構進行改進，但初步測試表明，這些封裝功能已經能夠按照預期運行。這些封裝技術可能對醫療設備、機器人以及其它專用設備的應用具有重要意義。
LLNL的研究成果不僅在保護電子設備方面具有潛在應用，還可能對航空航天、汽車、生物醫療設備等對材料性能要求極高的領域產生重要影響。隨著3D打印技術的不斷進步，我們有理由相信，未來會有更多創新應用的出現，為制造業帶來革命性的變革。
(責任編輯：admin)
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