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如何在恶劣的军事环境中为美国空军提供3D打印电子产品

摘要:

    中国3D打印网8月3日讯,3D打印正在成为军方的核心力量,最近有一组开发人员正在测试旨在承受恶劣环境的电子材料。详细信息在“用于印刷电子包装的多材料系统的机械和温度弹性”中进行了概述,其中概述了使用两种不同的3D打印技术来比较在挑战性条件下适用于偏远地区的材料。
研究和测试由以下人员进行:
.美国空军研究实验室
.橡树岭国家实验室
.鲍尔航空航天技术公司
.杨百翰大学
.S.陆军RDECOM-ARDEC
.Sciperio(nScrypt研究小组)
        工具(FiT)平台中的nScrypt Factory以及SmartPump微分配工具头是用于3D打印该设备的主要系统,该设备用于模拟电子封装。样品部分由基板上的固化导电膏电路(杜邦CB028)(使用Kapton®和FR4)和不带盖的包装圆筒组成。

研究材料的热膨胀系数(CTE)

    中国3D打印网8月3日讯,3D打印正在成为军方的核心力量,最近有一组开发人员正在测试旨在承受恶劣环境的电子材料。详细信息在“用于印刷电子包装的多材料系统的机械和温度弹性”中进行了概述,其中概述了使用两种不同的3D打印技术来比较在挑战性条件下适用于偏远地区的材料。
研究和测试由以下人员进行:
.美国空军研究实验室
.橡树岭国家实验室
.鲍尔航空航天技术公司
.杨百翰大学
.S.陆军RDECOM-ARDEC
.Sciperio(nScrypt研究小组)
        工具(FiT)平台中的nScrypt Factory以及SmartPump微分配工具头是用于3D打印该设备的主要系统,该设备用于模拟电子封装。样品部分由基板上的固化导电膏电路(杜邦CB028)(使用Kapton®和FR4)和不带盖的包装圆筒组成。

研究材料的热膨胀系数(CTE)

          由南佛罗里达大学开发的粉末床熔融激光投影系统被称为大面积投影烧结(LAPS),用于制作比较样品。目标是创建和测试电子封装,这些封装不仅要坚固到足以承受恶劣的环境,而且还要保护内部的材料,这意味着必须将热膨胀降至最低,以避免样品受到压力。


         LAPS系统,一次快速曝光即可融合整个2D横截面。然后,在反向旋转的辊子使新的均匀层平整以进行烧结之前,粉末料斗会沉积粉末。为了清楚起见,此处未显示监视过程的热像仪。
遵循军事标准(MIL STD)883 K,对该设备进行了以下方面的弹性测试:
.模切强度
.温度循环
.热冲击
.机械冲击引起的高G负荷
        尽管存在一些有关“开路,电阻增加和分层”的问题,但总体结果还是成功的,因为使用nScrypt FiT制造的DW Master Bond环氧器件能够承受高温以及机械冲击和热冲击。在评估模具剪切强度破坏标准时,它们的表现也非常好。尽管该项目推动军队在制造耐用设备方面走在前列,但它也成为使用混合数字制造的优势的一个很好的例子-不仅依赖于此处通过挤压或粘贴沉积进行3D打印的奇迹,而且还依赖于使用常规技术。必要时的技术,例如铣削,激光加工等。
       这组作者在论文中解释说:“混合制造还可以通过使电子设备符合3D结构来降低设备尺寸。这将解锁独特的设备和架构,这是平面电子制造无法制造的。”

这些系统还有助于3D打印价格合理但高性能的组件,例如传感器和天线。但是,从历史上看,由于此类设备的功能“显着变化”而出现了问题。关于用于该项目的材料,作者得出结论,MB组件确实在极端温度下显示了所需的强度,并且在两个基板上均显示出“高加速度”。



LAPS处理期间电阻的变化在恶劣的环境温度下电阻的变化

        LAPS样品虽然仍显示出必要的精度和强度,但在尼龙12方面引起了人们的关注,因为在机械冲击,电气变化和温度循环过程中发现强度有所减弱。导电胶中的微裂纹以及吸水性可能是造成这种情况的原因。研究人员说:“需要做进一步的研究,以了解某些LAPS样品中的这些失效模式,并完善处理过程。”

      中国3D打印网点评: 该项目标志着Sciperio和nScrypt最近都参与其中的众多项目之一,从开发新的原位3D打印检查系统到与美国陆军(以前也与美国空军)合作,并于去年向澳大利亚交付了该系统。国防部。


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