1. 三维电子电路的复合增材制造技术
复合增材制造技术是3D打印领域的前沿发展方向,旨在改变传统增材制造工艺仅能实现单一材料、单一功能零部件的快速成型制造,通过集成多种类型制造工艺,加工不同类型材料,植入或制造功能器件等方式直接制造全功能产品。课题组将熔融沉积成型(FDM)、光固化成型(SLA)等3D打印工艺与选择性化学镀工艺相结合成功制造出传统工艺难以制造的三维电子电路产品。相关工作2019年被世界著名出版机构Wiley旗下Material Views网站作为研究亮点报道。
参考文献:
[1] Li, J.; Wang, Y.; Xiang, G.; Liu, H.; He, J. Hybrid Additive Manufacturing Method for Selective Plating of Freeform Circuitry on 3D Printed Plastic Structure. Adv. Mater. Technol.2019, 4 (2), 1800529. https://doi.org/10.1002/admt.201800529. (JCR 1区,IF:8.9)
[2] Li, J.; Zhang, Y.; Wang, P.; Wang, G.; Liu, Y.; Liu, Y.; Li, Q. Selectively MetalizableStereolithography Resin for Three-Dimensional DC and High-Frequency Electronics via Hybrid Additive Manufacturing. ACS Appl. Mater. Interfaces2021, 13 (19), 22891–22901. https://doi.org/10.1021/acsami.1c01199.(中科院 1区,IF:10.4)
[3] Wang, P.; Li, J.*; Wang, G.; He, L.; Yang, J.; Zhang, C.; Han, Z.; Yan, Y. Hybrid Additive Manufacturing Based on Vat Photopolymerization and Laser-Activated Selective Metallization for Three-Dimensional Conformal Electronics. Addit. Manuf.2023, 63 (January), 103388. https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103388. (中科院 1区,IF:11.6)
[4] Wiley Materials Views – China, Advanced Materials Technologies:混合3D打印技术——实现定制化三维立体电子电路系统的新方法,https://www.sohu.com/a/307474731_771637.
2. 三维陶瓷电子器件的复合增材制造技术
课题组以三维陶瓷电子器件结构和功能一体化快速制造为目标,研制功能型3D打印陶瓷材料,将多材料复合3D打印工艺、光固化成型3D打印工艺、电化学沉积工艺优化组合,形成新型陶瓷基复合增材制造技术,从而在三维陶瓷基体中集成电学功能,实现高强度、高性能、高可靠性三维电子电路产品,满足高端制造业对于定制化陶瓷电子产品的迫切需求。
参考文献:
[1] Wang, P.; Li, J.*; Wang, G.; Hai, Y.; He, L.; Yu, Y.; Wang, X.; Chen, M.; Xu, B. Selectively Metalizable Low-Temperature Cofired Ceramic for Three-Dimensional Electronics via Hybrid Additive Manufacturing. ACS Appl. Mater. Interfaces2022. https://doi.org/10.1021/acsami.2c03208. (中科院 1区,IF:10.4)
[2] Wang, P.; Li, J.*; Wang, G.; He, L.; Yu, Y.; Xu, B. Multimaterial Additive Manufacturing of LTCC Matrix and Silver Conductors for 3D Ceramic Electronics. Adv. Mater. Technol.2022, 2101462, doi: 10.1002/admt.202101462. https://doi.org/10.1002/admt.202101462. (JCR 1区,IF:8.9)
[3]Wiley Advanced Science News公众号,学院李霁团队AMT:低温共烧陶瓷(LTCC)三维电子器件的多材料混合3D打印技术,https://mp.weixin.qq.com/s/gI3dXxSvzuDmlN1hYdvPDw.
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3. 微波毫米波天线增材制造技术
课题组将研发的混合增材制造技术与经典微波毫米波天线设计仿真技术相结合,制造出传统PCB平面工艺难以制造的三维立体天线,其实测结果与设计要求高度吻合,突破了原有混合增材制造技术只能制造直流或低频器件的局限,有力拓展了该技术在高频领域的应用。
参考文献:
[1] Li, J.; Zhang, Y.; Wang, P.; Wang, G.; Liu, Y.; Liu, Y.; Li, Q. Selectively MetalizableStereolithography Resin for Three-Dimensional DC and High-Frequency Electronics via Hybrid Additive Manufacturing. ACS Appl. Mater. Interfaces2021, 13 (19), 22891–22901. https://doi.org/10.1021/acsami.1c01199.(中科院 1区,IF:10.4)
4. 太赫兹真空电子器件关键金属组件增材制造技术
真空电子器件在毫米波和太赫兹频域具有大功率和高频率的天然优势,但是,随着工作频率升高,器件尺寸大幅减小,对于器件加工精度提出了更高要求。当工作频率升高至太赫兹频段时,真空电子器件的结构尺寸缩小至毫米级甚至微米级。传统的精密机械加工方法已经不能满足要求,课题组针对高频真空电子器件微尺寸金属组件的制的需求,开展相关增材制造技术研究,实现太赫兹真空电子器件关键金属组件快速制造。