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 an tionchar a d'fhéadfadh a bheith ag teicneolaíocht priontála 3D i réimse ardteicneolaíochta leathsheoltóirí ag éirí níos suntasaí. Mar bhunchloch d'fhorbairt na teicneolaíochta faisnéise, bíonn tionchar ag cruinneas agus éifeachtúlacht na bpróiseas monaraithe leathsheoltóra ar fheidhmíocht agus ar chostas táirgí leictreonacha. Ag tabhairt aghaidh ar riachtanais ardchruinnithe, ard -chasta agus atriall tapa sa tionscal leathsheoltóra, tá deiseanna agus dúshláin gan fasach ag baint le déantúsaíocht leathsheoltóra, agus tá sé tar éis dul i ngleic le gach nasc de na nasc de réir a chéile, agus tá deiseanna agus dúshláin gan fasach déanta aige de réir a chéile, agus tá sé tar éis dul isteach i ngach nasc denslabhra tionscail leathsheoltóra, ag léiriú go bhfuil an tionscal leathsheoltóra ar tí athrú mór a dhéanamh.

Dá bhrí sin, ní hamháin go gcabhróidh anailís agus iniúchadh a dhéanamh ar chur i bhfeidhm na teicneolaíochta priontála 3D sa tionscal leathsheoltóra linn tuiscint a fháil ar fhorbairt na teicneolaíochta ceannródaíocha seo, ach tabharfaidh sé tacaíocht agus tagairt theicniúil do uasghrádú an tionscail leathsheoltóra. Déanann an t -alt seo anailís ar an dul chun cinn is déanaí de theicneolaíocht priontála 3D agus a feidhmchláir fhéideartha sa tionscal leathsheoltóra, agus tá sé ag súil go mór leis an gcaoi ar féidir leis an teicneolaíocht seo an tionscal déantúsaíochta leathsheoltóra a chur chun cinn.

Teicneolaíocht priontála 3d saor in aisce,

Tugtar teicneolaíocht déantúsaíochta breiseán 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 fótacháin bunaithe ar phrionsabal polaiméiriú ultraivialait. Déantar ábhair photosensitive leachtacha a leigheas le solas ultraivialait agus le ciseal cruachta de réir ciseal. Faoi láthair, is féidir leis an teicneolaíocht seo criadóireacht, miotail agus roisíní a chruthú le cruinneas ardmhúnlaithe. Is féidir é a úsáid i réimsí an tionscail leighis, ealaíne agus eitlíochta.

✔ Teicneolaíocht sil-leagain comhleáite, tríd an gceann clóite ríomhaire-tiomáinte chun an filiméid a théamh agus a leá, agus í a dhíbirt de réir conair ar leith, ciseal de réir ciseal, agus is féidir leis ábhair phlaisteacha agus ceirmeacha a chruthú.

✔ 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 leapacha a roinnt i dteicneolaíocht leáite roghnach léasair (SLM) agus i dteicneolaíocht shintéirithe roghnach léasair (SLS). Baineann an dá theicneolaíocht úsáid as ábhair phúdair mar rudaí próiseála. Ina measc, tá fuinneamh léasair SLM níos airde, rud a fhéadann an púdar a leá agus a dhaingniú i dtréimhse ghearr. Is féidir SLS a roinnt ina SLS díreacha agus i SLS indíreach. Tá fuinneamh SLS díreach níos airde, agus is féidir na cáithníní a shintéiriú go díreach nó a leá chun nascadh a dhéanamh idir cáithníní. Dá bhrí sin, tá SLS díreach cosúil le SLM. Déantar téamh agus fuarú tapa ar na cáithníní púdair i dtréimhse ghearr, rud a fhágann go bhfuil strus mór inmheánach, dlús íseal íseal, agus droch -airíonna meicniúla ag an mbloc múnlaithe; Tá fuinneamh léasair SLS indíreach níos ísle, agus tá an ceanglóir sa phúdar leáite ag an bhíoma léasair agus tá na cáithníní nasctha. Tar éis don fhoirmiú a bheith críochnaithe, baintear an ceanglóra inmheánach trí dhíscaoileadh teirmeach, agus ar deireadh déantar sintéiriú. Is féidir le teicneolaíocht comhleá leapa púdair miotail agus criadóireacht a chruthú agus tá sí in úsáid faoi láthair sna 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 in eolaíocht agus i dteicneolaíocht agus i ngeilleagar nua -aimseartha, agus léirítear a thábhacht i mórán gnéithe. Úsáidtear leathsheoltóirí chun ciorcaid mhionsaothraithe 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 leictreonaice chun cinn go díreach, ach mar thoradh air freisin tháinig fás na dtionscal ar nós forbairt bogearraí agus dearadh crua -earraí. Ina theannta sin, sna réimsí míleata agus cosanta,Teicneolaíocht leathsheoltóraTá sé ríthábhachtach do threalamh lárnach amhail córais chumarsáide, radar, agus loingseoireacht satailíte, ag cinntiú 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, sil -leagan scannán tanaí, ionchlannú ian, agus tástáil phacáistithe. Éilíonn gach próiseas rialú dian agus tomhas beacht. D'fhéadfadh fadhbanna in aon nasc damáiste a dhéanamh don sliseanna nó don díghrádú feidhmíochta. Dá bhrí sin, tá riachtanais an -ard ag déantúsaíocht leathsheoltóra maidir le trealamh, próisis agus pearsanra.

Cé gur éirigh go maith le déantúsaíocht leathsheoltóra thraidisiúnta, tá roinnt teorainneacha fós ann: ar an gcéad dul síos, tá sliseanna leathsheoltóra comhtháite agus miniaturized go mór. Le leanúint ar aghaidh le dlí Moore (Figiúr 4), leanann comhtháthú na sliseanna leathsheoltóra ag méadú, leanann méid na gcomhpháirteanna ag laghdú, agus ní mór don phróiseas monaraíochta cruinneas agus cobhsaíocht an -ard a chinntiú.

Figiúr 4 (a) Leanann líon na n -aistritheoirí i sliseanna ag méadú le himeacht ama; (b) Leanann méid na sliseanna ag laghdú [5]

Ina theannta sin, castacht agus rialú costais an phróisis mhonaraithe leathsheoltóra. Tá an próiseas monaraithe leathsheoltóra casta agus braitheann sé ar threalamh beachtais, agus ní mór gach nasc a rialú go cruinn. Mar gheall ar an gcostas ard trealaimh, an costas ábhartha agus an costas T&F, is é costas déantúsaíochta táirgí leathsheoltóra ard. Dá bhrí sin, is gá leanúint ar aghaidh ag iniúchadh agus ag laghdú costais agus toradh táirge a chinntiú.

Ag an am céanna, ní mór don tionscal déantúsaíochta leathsheoltóra freagairt go tapa ar éileamh an mhargaidh. Leis na hathruithe gasta ar éileamh an mhargaidh. Tá fadhbanna ag an tsamhail déantúsaíochta thraidisiúnta le timthriall fada agus le droch -sholúbthacht, rud a fhágann go bhfuil sé deacair freastal ar atriall tapa táirgí an mhargaidh. Dá bhrí sin, tá modh déantúsaíochta níos éifeachtaí agus níos solúbtha anois mar threo forbartha an tionscail leathsheoltóra.

FeidhmPriontáil 3Dsa tionscal leathsheoltóra

Sa réimse leathsheoltóra, léirigh teicneolaíocht priontála 3D a cur i bhfeidhm go leanúnach.

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 ábhair, is féidir le teicneolaíocht priontála 3D ábhair atá deacair a chruthú trí mhodhanna próiseála traidisiúnta. Tá cruas ard agus leáphointe ard ag ábhair charbide sileacain. Tá sé deacair modhanna próiseála traidisiúnta a fhoirmiú agus tá timthriall táirgthe fada acu. Éilíonn foirmiú na struchtúr casta próiseáil le cúnamh múnla. Tá sublimation 3D tar éis printéir 3D dé-nozzle neamhspleách a fhorbairt UPS-250 agus báid chriostal carbide sileacain a ullmhú. Tar éis shintéiriú imoibriúcháin, is é an dlús táirge ná 2.95 ~ 3.02g/cm3.

Fíor 6Bád Crystal Carbide Silicon[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 traidisiúnta táirgí leictreonacha casta, agus tá céimeanna ilphróisis ag teastáil ó amhábhair go táirgí críochnaithe. Xiao et al. [8] Teicneolaíocht 3D a úsáid chun struchtúir choirp a thógáil go roghnach nó chun miotail seoltaí a leabú ar dhromchlaí saorfhoirm chun feistí leictreonacha 3D a mhonarú. Ní bhaineann an teicneolaíocht seo ach le hábhar priontála amháin, ar féidir í a úsáid chun struchtúir pholaiméirí a thógáil trí leigheas UV, nó chun réamhtheachtaithe miotail a ghníomhachtú i roisíní fótagrafacha trí scanadh léasair chun cáithníní nana-mhiotail a tháirgeadh chun ciorcaid seoltaí a dhéanamh. Ina theannta sin, léiríonn an ciorcad seoltaí mar thoradh air friotachas den scoth chomh híseal le thart ar 6.12µωm. Tríd na foirmle ábhair agus na paraiméadair próiseála a choigeartú, is féidir an fhriotaíocht a rialú tuilleadh idir 10-6 agus 10Ωm. Is féidir a fheiceáil go réitíonn teicneolaíocht comhphriontála 3D an dúshlán a bhaineann le sil-leagan il-ábhair i ndéantúsaíocht thraidisiúnta agus go n-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 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 poitéinseal mór sationscal leathsheoltóra. Mar sin féin, tá go leor dúshlán ann fós.

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.