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(shè)計制造用于接收和傳播信息的,卻被人很少在3D打印領(lǐng)域中提及的就是天線了。已經(jīng)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(jīng)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(shù)3D打印的產(chǎn)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(fā)現(xiàn),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(xiàn)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(gòu)。很多年,他們采用Optomec's 的氣溶膠噴射系統(tǒng)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(jù)區(qū)域或者網(wǎng)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(jīng)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(tǒng)中在部件2D打印。這個系統(tǒng)可以在已經(jīng)存在部件上增材的能力是成功3D打印天線的關(guān)鍵。優(yōu)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(xiàn)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(tǒng)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(xiàn),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(xiàn)打印天線。美國空軍采用nScrypt 來制造可調(diào)諧的射頻濾波器。如果它們產(chǎn)生堵塞或失效了,這些可以讓天線在不同頻段進行轉(zhuǎn)換。這篇文章深入探討對比了3D打印高頻濾波器與傳統(tǒng)濾波器。NASA也采用這個公司的技術(shù)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(chǎn)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(lián)網(wǎng)供能。
兩個美國公司合作為高空長續(xù)航的無人機制造了雷達和天線陣列。
“Optisys 創(chuàng)造了一個單陣列,其結(jié)合了多個喇叭,波導組合,安裝結(jié)構(gòu)以及熱特征。Optisys 陣列減少了94%的部件,有效減少了雷達系統(tǒng)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(tǒng)的能源消耗提高執(zhí)行任務時長”
另外一家以色列公司,NanoDimension,通過其Dragonfly系統(tǒng)打印天線的能力,定位目標于國防領(lǐng)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(xiàn)在已經(jīng)可以打印陶瓷5G天線了。
以色列公司Nanofabrica用其Tera250系統(tǒng)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(jīng)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(shù)。
在瑞士成立的Swissto2,已經(jīng)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(jīng)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(lǐng)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(fā)送數(shù)據(jù)至衛(wèi)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(lián)網(wǎng)服務以及位置服務的出現(xiàn),它將會成為一個非常令人興奮領(lǐng)域。
同時我們的工業(yè)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(lián)網(wǎng)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。