很明顯，世界上一些最大和最重要的公司正在探索電子3D打印的應(yīng)用前景，這其中包括谷歌、meta、通用、強生和三星等。然而，發(fā)生演變的不僅是單純的一種電子3D打印過程，而是一個完整的生態(tài)系統(tǒng)。

至少，上述這些巨頭正在使用Optomec公司的氣溶膠噴射（Aersol Jet）技術(shù)，以將導(dǎo)電電路打印到3D物體上。同樣重要的還有介電材料，從而將能量集中在其預(yù)期用途上。在這個過程中，伴隨著可以讓電子產(chǎn)品實現(xiàn)更高性能的新一代材料的出現(xiàn)，3D打印正扮演著越來越重要的角色。其它一些大公司也注意到了這一點，包括杜邦這樣的世界最大化學(xué)公司，以及洛克希德·馬丁這樣的國防承包商。

如果設(shè)備公司想用3D打印天線來對手機和平板電腦瘦身，那么這僅僅是個開始。由于增材制造提供了傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)所無法企及的幾何自由，它可以制造出具有獨特新功能的電子產(chǎn)品，而天線產(chǎn)品證明了這一點。

總部位于波士頓的初創(chuàng)公司Fortify發(fā)明了一種新型3D打印機，它可以處理比目前許多增材制造系統(tǒng)范圍更廣的材料。它的功能之一是磁性排列復(fù)合粒子的能力，比如用在更硬部件中的陶瓷纖維。然而，這并不是該公司在電子產(chǎn)品領(lǐng)域的優(yōu)勢所在。Fortify的連續(xù)動力混合技術(shù)（Continuous Kinetic Mixing）令其打印機可以使用更粘稠的樹脂。這通常可用于3D打印中，包括用于射頻和微波通信的塑料。

該材料系列被稱為基數(shù)3D打印電介質(zhì)（Radix 3D Printable Dielectrics），是由特種化學(xué)品公司Rogers Corporation開發(fā)的。雖然在增材制造中有其他介電樹脂可用，但基數(shù)3D打印電介質(zhì)具備比現(xiàn)有材料更好的耗散因子，因此能讓電流在通過電路時耗能更少。另外，這也有可能幫助設(shè)計出在傳統(tǒng)制造技術(shù)中不可能實現(xiàn)的獨特電子設(shè)備，包括射頻傳感器和5G天線，它們具有復(fù)雜的傾斜幾何形狀，越向中心越緊湊，越向外圍密度越低。

這樣的設(shè)備可以極大地提高天線的增益和掃描角度，而這可能是推出5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵。由于低頻通信頻帶已經(jīng)變得擁擠，電信和國防公司正在尋求以毫米波5G為目標(biāo)，而3D打印的透鏡可能會得到廣泛應(yīng)用。

上圖顯示的打印介質(zhì)透鏡使用了來自nTopology公司的拓撲優(yōu)化，具有3D漸變介質(zhì)特性。透鏡趨向中心的密度較大，趨向邊緣的密度較小。圖片由Fortify提供。

“Fortify有一個針對電子應(yīng)用的材料面板。最近推出的基數(shù)2.8（Radix 2.8）是第一個低損耗，可調(diào)介質(zhì)樹脂?！盕ortify的CEO Josh Martin表示?！拔覀円呀?jīng)驗證了針對批量銅的化學(xué)鍍層工作流程，甚至是在共形曲面（conformal surface），這為打印具有介電和導(dǎo)電需求的部件提供了新的能力。除了直接打印介質(zhì)樹脂，我們還有用于電子制造工具的高溫ESD安全材料，以及用于熱管理應(yīng)用的熱傳導(dǎo)高介電材料。”

更有趣的是，Rogers公司正處于被DuPont de Nemours, Inc.收購的進程中，后者在與陶氏化學(xué)（Dow Chemical）短暫合并時曾是世界上最大的化學(xué)公司。這筆交易的價值為52億美元，對于一家截至2020年虧損近30億美元的材料巨頭來說，是一筆可觀的金額。杜邦目前正在剝離部分工程聚合物和性能樹脂部門，轉(zhuǎn)而購買來自Rogers的材料。杜邦稱，Rogers涉足“高增長、高利潤市場”，這包括“電動汽車、高級駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）、5G電信和清潔能源”。

這就引出了一個問題：杜邦是否打算進一步開發(fā)3D打印電子產(chǎn)品的材料？畢竟，該公司還在與芝加哥一家生產(chǎn)快速、高通量3D打印機的制造商合作，為電子產(chǎn)品生產(chǎn)材料。