電子3D打印,面向未來通信的四部分3D打印天線
令人諷刺的是一些被設計制造用于接收和傳播信息的,卻被人很少在3D打印領域中提及的就是天線了。已經制造了有成千上萬的3D打印天線。它在3D打印中是屬于最大成功中的一項了,但是這項應用卻很少被討論。3D打印天線是國家通信、情報、安全及國防中非常重要的一部分。在這些案例中,也許證明了其非常有意義,已經有了很多應用卻很少被報道。
這篇文章也僅能概括一些這方面的應用。大多數3D打印的產品我們不能談論。通常這也就成了問題所在,甚至公共報道的信息也很難得到其應有的接納。你將可能會很驚訝地發現,例如,你手上的手機很可能包含了3D打印的天線。當我通常會給炒作的火焰潑盆冷水,而現在我正準備將一項不夠重視的應用進行報道。
Lite-One 是很大一家合同制造和工程組織機構。很多年,他們采用Optomec's 的氣溶膠噴射系統來3D打印天線,包括手機天線。它也是世界最大的客戶定制化案例之一,因為這些天線會根據區域或者網絡進行不同的打印。Optomec 是在2016年能夠討論這項案例以及在2017年公布這項應用的,但是只是稀碎的提及。它同樣公布了手機被漂亮地安裝在特定運動平臺上(見下圖),正在給大品牌打印天線。順便提一下,Lite-One是蘋果前200的供應商。
在這種五軸或者六軸3D打印機噴射解決方案中,我們正在物體輪廓上打印或者經常移動物體當打印頭仍或多或少是靜止的。在一些案例中,我們能夠僅制造一層,再在運動系統中在部件2D打印。這個系統可以在已經存在部件上增材的能力是成功3D打印天線的關鍵。優化反饋,在特殊部件、屏罩或其他件上的射頻信號;或者材料用法;或者在非常特殊的位置布置天線,可以占用很少的空間,這在一些應用方面非常具有價值。這是其成為了一種解決方案,能夠嵌入現有的供應鏈而不是一個具有問題的獨立盒子,具有魔法且能獨立于供應鏈之外。
nScrypt's 的多頭交換系統也能夠3D打印電子器件和天線。以下的nScrypt 部件展示了在手機殼體上或者便簽上打印天線。nScrypt能夠通過不同的方式實現,例如噴墨打印、氣溶膠噴射或者微分散裝置打印不同粘度、材料以及目標材料來實現打印天線。美國空軍采用nScrypt 來制造可調諧的射頻濾波器。如果它們產生堵塞或失效了,這些可以讓天線在不同頻段進行轉換。這篇文章深入探討對比了3D打印高頻濾波器與傳統濾波器。NASA也采用這個公司的技術用于在金星上的高溫追蹤。
以色列公司PV Nanocell 一直致力于電路打印方面的高生產性應用。公司的目標是降低打印電路的價格,同時也在研究3D打印激光雷達和無線電雷達部件,另外也在尋求物聯網供能。
兩個美國公司合作為高空長續航的無人機制造了雷達和天線陣列。
“Optisys 創造了一個單陣列,其結合了多個喇叭,波導組合,安裝結構以及熱特征。Optisys 陣列減少了94%的部件,有效減少了雷達系統所需要空間和重量,可以使雷達集成于高空無人機平臺上,其之前是無法攜帶雷達傳感器的。這個低損耗的3D打印鋁合金陣列也可以減少系統的能源消耗提高執行任務時長”
另外一家以色列公司,NanoDimension,通過其Dragonfly系統打印天線的能力,定位目標于國防領域。該公司展示了為美國(軍方)通信巨頭Harris公司打印的天線。這個射頻放大器被證明可以很好工作。像這個部件是很少見的能在公眾報道中被提及的。
另一個以色列的公司,Xjet,現在已經可以打印陶瓷5G天線了。
以色列公司Nanofabrica用其Tera250系統制造了極小的金屬和陶瓷天線。當時在以色列,手機接收已經很好了,不清楚為什么這么多以色列公司仍在致力于3D打印天線,但是很高興見到。
法國太空總署子公司Anywaves也正在用陶瓷3D打印,但是這次是用于太空天線。這些3D打印應用了3DCeram的技術。
在瑞士成立的Swissto2,已經募集了超過1800萬美元用于3D打印天線部件用于太空。
多年以來我們在全世界已經覆蓋了很多Ka、Ku和很多其他波段的3D打印射頻天線的故事。這是通信領域新興的一片空間。3D打印天線是非常好的一種方式來接收和發送數據至衛星。隨著這么多新通信可能的建立,像星鏈以及對于導航這么多的可能、互聯網服務以及位置服務的出現,它將會成為一個非常令人興奮領域。
同時我們的工業也可能為成千上萬手機的3D打印天線,這也可能是一個重要的應用。但是,令我最感興趣的是物聯網的連接性。在我腦子里,它也是最不確定的。但是,如果我們需要貼上傳感器、電池及天線到很多物體上能夠讓他們與世界通信,這樣3D打印天線可能會成為連接我們未來的器件。