Cur i bhfeidhm taiscéalaíoch ar theicneolaíocht priontála 3D sa tionscal leathsheoltóra

I ré na forbartha teicneolaíochta tapa, tá priontáil 3D, mar ionadaí tábhachtach ar theicneolaíocht déantúsaíochta chun cinn, ag athrú de réir a chéile ar aghaidh na déantúsaíochta traidisiúnta. Le haibíocht leanúnach na teicneolaíochta agus laghdú ar chostais, léirigh teicneolaíocht priontála 3D ionchais iarratais leathan i go leor réimsí mar aeraspáis, déantúsaíocht gluaisteán, trealamh leighis, agus dearadh ailtireachta, agus chuir sé nuálaíocht agus forbairt na dtionscal seo chun cinn.

Is fiú a thabhairt faoi deara go bhfuil tionchar féideartha na teicneolaíochta priontála 3D i réimse ardteicneolaíochta na leathsheoltóirí ag éirí níos suntasaí. Mar chloch choirnéil fhorbairt na teicneolaíochta faisnéise, bíonn tionchar ag cruinneas agus éifeachtúlacht na bpróiseas déantúsaíochta leathsheoltóra ar fheidhmíocht agus ar chostas táirgí leictreonacha. Ag tabhairt aghaidh ar riachtanais ardchruinneas, ard-chastacht agus atriallta tapa sa tionscal leathsheoltóra, tá teicneolaíocht priontála 3D, lena buntáistí uathúla, tar éis deiseanna agus dúshláin gan fasach a thabhairt do mhonarú leathsheoltóra, agus tá sé tar éis dul isteach de réir a chéile i ngach nasc denslabhra tionscal leathsheoltóra, rud a léiríonn go bhfuil an tionscal leathsheoltóra ar tí athrú as cuimse a thabhairt isteach.

Dá bhrí sin, ní hamháin go gcabhróidh anailís agus iniúchadh ar chur i bhfeidhm na teicneolaíochta priontála 3D sa tionscal leathsheoltóra amach anseo linn tuiscint a fháil ar chuisle forbartha na teicneolaíochta nua-aimseartha seo, ach freisin tacaíocht theicniúil agus tagairt a sholáthar d'uasghrádú an tionscail leathsheoltóra. Déanann an t-alt seo anailís ar an dul chun cinn is déanaí maidir le teicneolaíocht priontála 3D agus a iarratais ionchasacha sa tionscal leathsheoltóra, agus tá sé ag tnúth le conas is féidir leis an teicneolaíocht seo an tionscal déantúsaíochta leathsheoltóra a chur chun cinn.

Teicneolaíocht priontála 3d saor in aisce,

Tugtar teicneolaíocht déantúsaíochta breiseáin ar phriontáil 3D freisin. Is é a phrionsabal aonán tríthoiseach a thógáil trí ábhair a chruachadh ciseal de réir ciseal. Déanann an modh táirgthe nuálaíoch seo an modh próiseála "dealaithe" nó "ábhar comhionann" déantúsaíochta traidisiúnta, agus féadann sé táirgí múnlaithe a "chomhtháthú" gan cúnamh múnla. Tá go leor cineálacha teicneolaíochtaí priontála 3D ann, agus tá a buntáistí féin ag gach teicneolaíocht.

De réir phrionsabal mhúnlú na teicneolaíochta priontála 3D, tá ceithre chineál den chuid is mó.

✔ Tá teicneolaíocht photocuring bunaithe ar phrionsabal an pholaiméirithe ultraivialait. Déantar ábhair leachtacha photosensitive a leigheas ag solas ultraivialait agus cruachta ciseal de réir ciseal. Faoi láthair, is féidir leis an teicneolaíocht seo criadóireacht, miotail, agus roisíní a fhoirmiú le cruinneas ard mhúnlú. Is féidir é a úsáid i réimsí an tionscail leighis, ealaíne agus eitlíochta.

✔ Teicneolaíocht taiscthe comhleáite, tríd an gceann priontála ríomhaire-tiomáinte chun an filiméad a théamh agus a leá, agus é a easbhrú de réir cruth sonrach cruth, ciseal le ciseal, agus is féidir ábhair phlaisteacha agus ceirmeacha a fhoirmiú.

✔ Úsáideann teicneolaíocht scríbhneoireachta díreach sciodair sciodar ard-slaodachta mar ábhar dúch, atá stóráilte sa bairille agus ceangailte leis an tsnáthaid easbhrúite, agus a shuiteáil ar ardán is féidir gluaiseacht tríthoiseach a chomhlánú faoi rialú ríomhaire. Trí bhrú meicniúil nó brú aeroibrithe, déantar an t-ábhar dúch a bhrú amach as an nozzle chun easbhrú leanúnach a dhéanamh ar an tsubstráit le foirmiú, agus ansin déantar an iar-phróiseáil comhfhreagrach (tuaslagóir so-ghalaithe, leigheas teirmeach, leigheas éadrom, shintéiriú, etc.) de réir na n-airíonna ábhartha chun an chomhpháirt tríthoiseach deiridh a fháil. Faoi láthair, is féidir an teicneolaíocht seo a chur i bhfeidhm ar réimsí bithcheirmeacha agus próiseála bia.

✔ Is féidir teicneolaíocht comhleá leaba púdar a roinnt ina theicneolaíocht leá roghnaíoch léasair (SLM) agus i dteicneolaíocht shintéirithe roghnaíoch léasair (SLS). Úsáideann an dá theicneolaíocht ábhair phúdair mar rudaí próiseála. Ina measc, tá fuinneamh léasair SLM níos airde, rud a d'fhéadfadh an púdar a leá agus a dhaingniú i mbeagán ama. Is féidir SLS a roinnt ina SLS díreach agus SLS indíreach. Tá fuinneamh dhíreach SLS níos airde, agus is féidir na cáithníní a shintéiriú nó a leá go díreach chun nascáil a dhéanamh idir cáithníní. Mar sin, tá SLS díreach cosúil le SLM. Déantar na cáithníní púdar a théamh agus a fhuarú go tapa i mbeagán ama, rud a fhágann go bhfuil strus inmheánach mór, dlús foriomlán íseal, agus droch-airíonna meicniúla ag an mbloc múnlaithe; tá fuinneamh léasair SLS indíreach níos ísle, agus tá an ceanglóra sa phúdar leáite ag an bhíoma léasair agus tá na cáithníní bannaithe. Tar éis an fhoirmiú a chríochnú, baintear an ceanglóir inmheánach trí dhíghrádú teirmeach, agus ar deireadh déantar shintéiriú. Is féidir le teicneolaíocht comhleá leaba púdar miotail agus criadóireacht a fhoirmiú agus úsáidtear é faoi láthair i réimsí déantúsaíochta aeraspáis agus feithicleach.

Fíor 1 (a) Teicneolaíocht grianghrafadóireachta; (b) Teicneolaíocht teistíochta comhleáite; (c) Teicneolaíocht scríbhneoireachta dírí sciodair; (d) Teicneolaíocht chomhleá leaba púdair [1, 2]

Le forbairt leanúnach na teicneolaíochta priontála 3D, tá a buntáistí á léiriú i gcónaí ó fhréamhshamhail go dtí táirgí deiridh. Gcéad dul síos, maidir le saoirse dearadh struchtúr táirgí, is é an buntáiste is suntasaí a bhaineann le teicneolaíocht priontála 3d ná gur féidir leis struchtúir chasta saotharphíosaí a mhonarú go díreach. Ar Aghaidh, i dtéarmaí roghnú ábhar an réad mhúnlú, is féidir le teicneolaíocht priontála 3D éagsúlacht ábhar a phriontáil, lena n-áirítear miotail, criadóireacht, ábhair pholaiméireacha, etc. I dtéarmaí an phróisis déantúsaíochta, tá ardleibhéal solúbthachta ag teicneolaíocht priontála 3D agus is féidir leis an bpróiseas monaraíochta agus paraiméadair a choigeartú de réir riachtanais iarbhír.

Tionscal leathsheoltóra

Tá ról ríthábhachtach ag an tionscal leathsheoltóra san eolaíocht agus sa teicneolaíocht agus sa gheilleagar nua-aimseartha, agus léirítear a thábhacht i go leor gnéithe. Úsáidtear leathsheoltóirí chun ciorcaid mhionaturaithe a thógáil, a chuireann ar chumas feistí tascanna casta ríomhaireachta agus próiseála sonraí a dhéanamh. Agus mar cholún tábhachtach den gheilleagar domhanda, soláthraíonn an tionscal leathsheoltóra líon mór post agus buntáistí eacnamaíocha do go leor tíortha. Ní hamháin gur chuir sé forbairt an tionscail déantúsaíochta leictreonaic chun cinn go díreach, ach ba chúis le fás na dtionscal ar nós forbairt bogearraí agus dearadh crua-earraí freisin. Ina theannta sin, sna réimsí míleata agus cosanta,.teicneolaíocht leathsheoltóraríthábhachtach do phríomhthrealamh amhail córais chumarsáide, radair, agus loingseoireacht satailíte, lena n-áirithítear buntáistí slándála náisiúnta agus míleata.

Cairt 2 "14ú Plean Cúig Bliana" (sliocht) [3]

Dá bhrí sin, tá an tionscal leathsheoltóra reatha tar éis éirí ina siombail thábhachtach den iomaíochas náisiúnta, agus tá gach tír ag forbairt go gníomhach air. Molann "14ú Plean Cúig Bliana" mo thír díriú ar thacú le naisc thábhachtacha éagsúla "scrogall" sa tionscal leathsheoltóra, go príomha lena n-áirítear próisis chun cinn, príomh-threalamh, leathsheoltóirí tríú glúin agus réimsí eile.

Cairt 3 Próiseas próiseála sliseanna leathsheoltóra [4]

Tá an próiseas déantúsaíochta sliseanna leathsheoltóra thar a bheith casta. Mar a léirítear i bhFíor 3, cuimsíonn sé na príomhchéimeanna seo a leanas go príomha:ullmhú wafer, liteagrafaíocht,eitseáil, taisceadh scannán tanaí, ionchlannú ian, agus tástáil pacáistithe. Éilíonn gach próiseas rialú docht agus tomhas beacht. Féadfaidh fadhbanna in aon nasc damáiste a dhéanamh don sliseanna nó díghrádú feidhmíochta. Dá bhrí sin, tá ceanglais an-ard ag déantúsaíocht leathsheoltóra maidir le trealamh, próisis agus pearsanra.

Cé gur éirigh go hiontach le déantúsaíocht leathsheoltóra traidisiúnta, tá roinnt teorainneacha ann fós: Ar dtús, tá sliseanna leathsheoltóra lán-chomhtháite agus miniaturized. Le leanúint le Dlí Moore (Fíor 4), leanann comhtháthú sliseanna leathsheoltóra ag méadú, leanann méid na gcomhpháirteanna ag crapadh, agus ní mór don phróiseas déantúsaíochta cruinneas agus cobhsaíocht an-ard a chinntiú.

Fíor 4 (a) Leanann líon na trasraitheoirí i sliseanna ag méadú le himeacht ama; (b) Tá méid na sliseanna ag dul i laghad i gcónaí [5]

Ina theannta sin, castacht agus rialú costais an phróisis déantúsaíochta leathsheoltóra. Tá an próiseas déantúsaíochta leathsheoltóra casta agus braitheann sé ar threalamh cruinneas, agus ní mór rialú cruinn a dhéanamh ar gach nasc. Mar gheall ar an ardchostas trealaimh, an costas ábhair agus an costas T&F tá costas déantúsaíochta táirgí leathsheoltóra ard. Dá bhrí sin, is gá leanúint ar aghaidh ag iniúchadh agus ag laghdú costais agus ag cinntiú toradh an táirge.

Ag an am céanna, ní mór don tionscal déantúsaíochta leathsheoltóra freagairt go tapa ar éileamh an mhargaidh. Leis na hathruithe tapa ar éileamh an mhargaidh. Tá na fadhbanna a bhaineann le timthriall fada agus solúbthacht bocht ag an múnla déantúsaíochta traidisiúnta, rud a fhágann go bhfuil sé deacair freastal ar atriallta tapa an mhargaidh ar tháirgí. Dá bhrí sin, tá modh déantúsaíochta níos éifeachtaí agus níos solúbtha tar éis éirí freisin i dtreo forbartha an tionscail leathsheoltóra.

FeidhmPriontáil 3Dsa tionscal leathsheoltóra

Sa réimse leathsheoltóra, tá teicneolaíocht priontála 3D tar éis a chur i bhfeidhm a léiriú go leanúnach freisin.

Gcéad dul síos, tá ardleibhéal saoirse ag teicneolaíocht priontála 3D i ndearadh struchtúrach agus féadann sé múnlú "comhtháite" a bhaint amach, rud a chiallaíonn gur féidir struchtúir níos sofaisticiúla agus casta a dhearadh. Figiúr 5 (a), déanann Córas 3D an struchtúr inmheánach diomailt teasa a bharrfheabhsú trí dhearadh cúnta saorga, feabhsaítear cobhsaíocht theirmeach an stáitse wafer, laghdaítear am cobhsaithe teirmeach an wafer, agus feabhsaíonn sé toradh agus éifeachtacht táirgeadh sliseanna. Tá píblínte casta taobh istigh den mheaisín liteagrafaíocht freisin. Trí phriontáil 3D, is féidir struchtúir phíblíne casta a "chomhtháthú" chun úsáid píobáin a laghdú agus an sreabhadh gáis sa phíblíne a bharrfheabhsú, rud a laghdóidh tionchar diúltach trasnaíochta meicniúil agus creathadh agus feabhas a chur ar chobhsaíocht an phróisis próiseála sliseanna.

Figiúr 5 Úsáideann Córas 3D priontáil 3D chun páirteanna a fhoirmiú (a) céim wafer meaisín liteagrafaíocht; (b) píblíne iolrach [6]

Maidir le roghnú ábhar, is féidir le teicneolaíocht priontála 3D ábhair a bhaint amach atá deacair a fhoirmiú trí mhodhanna próiseála traidisiúnta. Tá cruas ard agus pointe leá ard ag ábhair chomhdhúile sileacain. Tá sé deacair modhanna próiseála traidisiúnta a fhoirmiú agus tá timthriall táirgthe fada acu. Éilíonn foirmiú struchtúir chasta próiseáil le cúnamh múnla. D'fhorbair Sublimation 3D printéir 3D dé-nozzle neamhspleách UPS-250 agus báid criostail chomhdhúile sileacain ullmhaithe. Tar éis shintéiriú imoibriúcháin, is é dlús an táirge 2.95~3.02g/cm3.

Fíor 6Bád criostail chomhdhúile sileacain[7]

Fíor 7 (a) Trealamh comhphriontála 3D; (b) úsáidtear solas UV chun struchtúir thríthoiseacha a thógáil, agus úsáidtear léasair chun nanacháithníní airgid a ghiniúint; (c) Prionsabal na gcomhpháirteanna leictreonacha 3D a chomhphriontáil[8]

Tá an próiseas táirgí leictreonacha traidisiúnta casta, agus tá gá le céimeanna próiseas iolracha ó amhábhair go táirgí críochnaithe. Xiao et al.[8] d’úsáid sí teicneolaíocht chomhphriontála 3D chun struchtúir choirp a thógáil go roghnach nó chun miotail seoltacha a leabú ar dhromchlaí saorfhoirmeacha chun gléasanna leictreonacha 3D a mhonarú. Ní bhaineann an teicneolaíocht seo ach le hábhar priontála amháin, ar féidir é a úsáid chun struchtúir pholaiméireacha a thógáil trí leigheas UV, nó chun réamhtheachtaithe miotail a ghníomhachtú i roisíní photosensitive trí scanadh léasair chun cáithníní nana-mhiotail a tháirgeadh chun ciorcaid seoltacha a fhoirmiú. Ina theannta sin, taispeánann an ciorcad seoltaí mar thoradh air sin friotachas den scoth chomh híseal le thart ar 6.12 µΩm. Trí fhoirmle an ábhair agus na paraiméadair phróiseála a choigeartú, is féidir an friotachas a rialú tuilleadh idir 10-6 agus 10Ωm. Is féidir a fheiceáil go réitíonn teicneolaíocht comhphriontála 3D an dúshlán a bhaineann le taisceadh il-ábhar i ndéantúsaíocht thraidisiúnta agus osclaíonn sé cosán nua chun táirgí leictreonacha 3D a mhonarú.

Is nasc lárnach é pacáistiú sliseanna i ndéantúsaíocht leathsheoltóra. Tá fadhbanna ag teicneolaíocht phacáistithe thraidisiúnta freisin ar nós próiseas casta, teip ar bhainistíocht theirmeach, agus strus mar gheall ar neamhréir comhéifeachtaí leathnú teirmeach idir ábhair, rud a fhágann teip pacáistithe. Is féidir le teicneolaíocht priontála 3D an próiseas déantúsaíochta a shimpliú agus costais a laghdú tríd an struchtúr pacáistithe a phriontáil go díreach. Tá Feng et al. [9] ábhar pacáistithe leictreonacha a athrú céim ullmhaithe agus iad a chomhcheangal le teicneolaíocht priontála 3D chun sliseanna agus ciorcaid a phacáistiú. An t-athrú céime ábhar pacáistithe leictreonacha ullmhaithe ag Feng et al. tá teas folaigh ard de 145.6 J/g aige agus tá cobhsaíocht theirmeach suntasach aige ag teocht 130 °C. I gcomparáid le hábhair phacáistithe leictreonacha traidisiúnta, féadann a éifeacht fuaraithe 13 ° C a bhaint amach.

Fíor 8 Léaráid scéimreach maidir le teicneolaíocht priontála 3D a úsáid chun ciorcaid a chuimsiú go cruinn le hábhair leictreonacha athraithe céime; (b) Tá an sliseanna LED ar thaobh na láimhe clé cuimsithe le hábhair phacáistithe leictreonacha athraithe céime, agus níl an sliseanna LED ar dheis cuimsithe; (c) Íomhánna infridhearg de sceallóga LED le hionduchtú agus gan imchochlú; (d) cuair teochta faoin gcumhacht chéanna agus faoi ábhair phacáistíochta éagsúla; (e) Ciorcad casta gan léaráid pacáistithe sliseanna LED; (f) Léaráid scéimreach de dhiomailt teasa na n-ábhar pacáistithe leictreonacha um athrú céimnitheach [9]

Dúshláin na teicneolaíochta priontála 3D sa tionscal leathsheoltóra

Cé gur léirigh teicneolaíocht priontála 3D cumas mór sationscal leathsheoltóra. Mar sin féin, tá go leor dúshlán fós ann.

Maidir le cruinneas múnlaithe, is féidir leis an teicneolaíocht priontála 3D atá ann faoi láthair cruinneas 20μm a bhaint amach, ach tá sé deacair fós na caighdeáin arda déantúsaíochta leathsheoltóra a chomhlíonadh. Maidir le roghnú ábhar, cé gur féidir le teicneolaíocht priontála 3D éagsúlacht ábhar a fhoirmiú, tá deacracht mhúnlú roinnt ábhar le hairíonna speisialta (carbíd sileacain, nítríd sileacain, etc.) fós sách ard. I dtéarmaí costas táirgthe, feidhmíonn priontáil 3D go maith i dtáirgeadh saincheaptha bhaisc bheaga, ach tá a luas táirgthe sách mall i dtáirgeadh ar scála mór, agus tá an costas trealaimh ard, rud a fhágann go bhfuil sé deacair freastal ar riachtanais táirgeadh ar scála mór. . Go teicniúil, cé go bhfuil torthaí forbartha áirithe bainte amach ag teicneolaíocht priontála 3D, tá sé fós ina theicneolaíocht atá ag teacht chun cinn i réimsí áirithe agus éilíonn sé tuilleadh taighde agus forbairt agus feabhsú chun a chobhsaíocht agus a iontaofacht a fheabhsú.