• 2016-03-01
    科学家用一种新型油墨3D打印出电子雷达部件

 

日前,美国马萨诸塞大学Lowell分校(University of Massachusetts, Lowell)的研究人员使用一种新型导电油墨开发出了3D打印雷达电子部件,其制造成本比常规雷达要便宜得多。

据天工社了解,这种新型功能油墨是马萨诸塞大学Lowell分校中一家由雷神公司赞助的实验室研制出来的。据该实验室的联席主任Christopher McCarroll解释说,该创新具有广泛的军事和民用应用前景。导电油墨之前也曾经有人研究过,但是将其所需要的电气属性融入3D打印的电子器件却很困难,这对于其实现处理高频无线电波非常关键。虽然已经从理论上说,将电子器件直接3D打印进塑料板会使系统更加便宜和具有更多功能,但是现有的材料无法满足实际应用的需求。

而这正是这种新型油墨的价值所在。该油墨本质上是由微小的金属纳米颗粒悬浮在一种热塑性聚合物里面形成的,与其它材料不同的是,这种油墨可以通过施加电压调整其电性能。此外,该油墨也是可以3D打印的,它能够在较低的温度下固话,并可以与塑料兼容。

在对它进行测试的时候,研究团队用它3D打印出了一些可以生成或者能够检测到特定频率的装置——而这正是雷达的功能。具体地说,研究人员们3D打印的这个装置包括了一个电压可变电的容器,也被称为变容二极管。该研究团队认为,这是世界上第一个完全3D打印的变容二极管,这种电子部件可用在军用雷达系统、汽车主动避撞系统,甚至在手机发射塔上;另外一个是3D打印的移相器,这是一种能够以电子方式操纵相控阵雷达系统的波束的工具;以及可选频率的表面,这其实是一个过滤器,可以阻止特定频率电磁波的辐射(以及有选择地允许其它电磁波通过),经常被用来防止雷达干扰,在军队和医院用的比较多。

研究人员们使用了一台基于气溶胶喷射技术的3D打印机,和一台依赖震动的特殊油墨3D打印机来制作上述装置。

McCarroll称,研究人员们仍然在对这些材料和设计进行实验以优化其结果。但是他对其前景非常乐观,并称这些材料可以用来使雷达的制造更加便宜和方便。研究人员们的最终目标3D打印一个功能完整的雷达系统,为此他们正在研究如何将高性能计算机芯片融入到制造过程中。



 

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