日前,美國馬薩諸塞大學Lowell分校(University of Massachusetts, Lowell)的研究人員使用一種新型導電油墨開發出了3D打印雷達電子部件,其制造成本比常規雷達要便宜得多。
據了解,這種新型功能油墨是馬薩諸塞大學Lowell分校中一家由雷神公司贊助的實驗室研制出來的。據該實驗室的聯席主任Christopher McCarroll解釋說,該創新具有廣泛的軍事和民用應用前景。導電油墨之前也曾經有人研究過,但是將其所需要的電氣屬性融入3D打印的電子器件卻很困難,這對于其實現處理高頻無線電波非常關鍵。雖然已經從理論上說,將電子器件直接3D打印進塑料板會使系統更加便宜和具有更多功能,但是現有的材料無法滿足實際應用的需求。
而這正是這種新型油墨的價值所在。該油墨本質上是由微小的金屬納米顆粒懸浮在一種熱塑性聚合物里面形成的,與其它材料不同的是,這種油墨可以通過施加電壓調整其電性能。此外,該油墨也是可以3D打印的,它能夠在較低的溫度下固話,并可以與塑料兼容。
在對它進行測試的時候,研究團隊用它3D打印出了一些可以生成或者能夠檢測到特定頻率的裝置——而這正是雷達的功能。具體地說,研究人員們3D打印的這個裝置包括了一個電壓可變電的容器,也被稱為變容二極管。該研究團隊認為,這是世界上第一個完全3D打印的變容二極管,這種電子部件可用在軍用雷達系統、汽車主動避撞系統,甚至在手機發射塔上;另外一個是3D打印的移相器,這是一種能夠以電子方式操縱相控陣雷達系統的波束的工具;以及可選頻率的表面,這其實是一個過濾器,可以阻止特定頻率電磁波的輻射(以及有選擇地允許其它電磁波通過),經常被用來防止雷達干擾,在軍隊和醫院用的比較多。
研究人員們使用了一臺基于氣溶膠噴射技術的3D打印機,和一臺依賴震動的特殊油墨3D打印機來制作上述裝置。
據McCarroll稱,研究人員們仍然在對這些材料和設計進行實驗以優化其結果。但是他對其前景非常樂觀,并稱這些材料可以用來使雷達的制造更加便宜和方便。研究人員們的最終目標3D打印一個功能完整的雷達系統,為此他們正在研究如何將高性能計算機芯片融入到制造過程中
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