NASA研究气溶胶喷射技术实现3D打印电子元件

    前阵子，美国宇航局（NASA）宣布投资一种名为“选择性分离烧结（SSS）”的新型3D打印技术，由获得NASA原位材料挑战赛冠军的BehrokhKhoshnevis博士负责开发。最近，NASA又透露说，他们同时还着眼于另一全新的3D打印技术。位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心，有一组技术专家一直在研究名为“气溶胶喷射打印”（又名直写制造）的3D打印过程。这项技术已经由总部设在新墨西哥阿尔伯克基的Optomec公司带头研发，非常适合制造高性能电子元件，并可为NASA研究人员提供更高密集度的电子件。

技术专家贝丝•帕克特展示3×3英寸的陶瓷板

　　气溶胶喷射技术与常见的FDM（熔融沉积成型）打印机略有不同。虽然也是层层堆叠构建组件，但是整个过程使用载气和打印头，共同将金属颗粒的气溶胶沉积到打印床表面。气溶胶喷射打印兼容少数几种金属材料，包括银、金、铂和铝，甚至可以沉积聚合物和其它绝缘体。这种独特的3D打印技术可以成为太空和地球上许多应用场景的解决方案，尤其适于制造NASA的探测器组件，不仅体积更小巧，而且布局更密集。

　　NASA希望借助气溶胶喷射打印技术，更快、更高效地打印出体积更小巧、形状更独特的检测器组件。这些紧密组装的内部元件被精确地连接，构成电路板，整个制作过程确保没有多余的空间，不多浪费一秒。这种3D打印技术能实现10微米宽度的沉积，对于传统电路板制造工艺而言是前所未闻的小尺寸。通过这项研究，戈达德研究小组计划重新定义电子组件制造方式，旨在更短的生产时间内实现更高的可靠性。

　　“一旦成功，气溶胶喷射打印技术将定义一种全新的密集型电路板生产方式，可优化电子组件性能和相容性，”戈达德太空飞行中心的技术专家贝丝•帕克特解释说，“此外，气溶胶喷射打印能大幅节省生产时间，从原来的一个月缩短到一两天内完成。”

　　尽管这项研究的主要目的似乎是制造检测器组件，但是NASA其他相关应用也能因此受益。不久的将来，这项3D打印技术还可打印天线、线束，以及其他直接用于航天器的硬件。迄今，帕克特和她的团队已经打造了3×3英寸的陶瓷板，内置四个耐辐射数模转换芯片，与3D打印银墨相连。虽然戈达德小组确认了气溶胶喷射技术的潜在用途，但是到目前为止，他们还没有在典型飞行条件下试验打印组件。以航天应用为目标，研究人员目前仍在观察该独特打印过程的可重复性和稳定性。