3D打印在可穿戴技术领域的应用受到了广泛的关注。之前，苹果与美国国防部投入资金超过1.71亿美元来合作开发柔性可穿戴电子传感器。而亚洲也不示弱，根据韩国电气研究院，他们2017年就提出了3D打印电子微结构的新方法，将有助于构建各种元件，特别是可穿戴技术。
日前由清华大学的科学家开发的一种解决方案是在纺织品或衣服上直接3D打印柔性纤维。这一发明创造于3月27日在Matter发布（来自Cell Press的新材料科学期刊）
图：3D打印导电纤维, 来源：清华大学
两种油墨的搭配
根据清华大学化学系教授张莹莹，使用配备自制同轴喷嘴的3D打印机直接在纺织品上印刷纤维，张教授和她的同事使用两种油墨制作了他们的第一批3D打印电子纺织品，这是一种基于碳纳米管的导电解决方案，用于构建纤维的导电芯和用于绝缘的护套。
图：3D打印导电纤维, 来源：清华大学
这种方法不同于将电子元件（例如LED光纤）手工缝制到织物上的方式，这些多步骤过程是劳动密集且耗时的。使用3D打印机的优势在于它可以在一个步骤中为织物构建多种功能。该方法不仅便宜且易于扩展，因为喷嘴与现有的3-D打印机兼容，不过也有其局限性，局限性是可打印的分辨率限于3D打印机的机械运动精度和喷嘴的尺寸。
图片：电子产品3D打印设备与材料举例，来源3D科学谷
根据张莹莹教授，项目组希望这项工作能够激励其他人建造其他类型的3D 打印机喷嘴，这些喷嘴可以生成具有丰富成分和结构多样性的设计，甚至可以集成多个同轴喷嘴，可以一步生成多功能电子纺织品。长期目标是实现具有前所未有的灵活性，用于可穿戴的混合材料和电子产品的开发，同时用于开发具有集成功能的智能可穿戴系统的实际生产的新技术，例如传感器、驱动器、通信器材等等。
3D科学谷Review
正如3D科学谷在《3D打印与工业制造》一书中所谈到的，3D打印的一大优势体现在材料异构。而对于电子产品来说，最主要的特征就是不同材料（导电和非导电）的结合了。
图片：3D打印材料趋势，来源3D科学谷
关于文中所提到的碳纳米材料的3D打印，碳纳米管的圆柱形碳分子具有优良的导热性能、力学性能和电学性能，使他们在纳米技术领域－nanotechnogloy、半导体领域、电子领域、光学和材料科学等领域具有极大的潜力。高级可穿戴设备需要可弯曲的材料，弯曲部分仍然能够集成大量的微型电路板和部件。通过3D打印碳纳米管可以完全满足这一要求，因为它们具有高水平的导电性和将其组装成复杂的柔性结构的特点。
早在2014年，密歇根的创业公司3DXTech就推出了一系列专业碳纳米管的3D打印长丝，该长丝可以用于几乎任何FDM / FFF桌面型3D打印机加热与搭建平台，用于制作拓展功能的3D打印电子和PCB电路板，3D打印碳纳米管还可以显著增强3D打印物体。
而3D科学谷此前提到过韩国电气研究院的科学家能够通过开发一种新型的3D打印喷嘴来3D打印高导电性碳纳米管材料。为了实现高质量的3D打印，研究人员设计了一种聚乙烯吡咯烷酮缠绕的MWNT墨水具有均匀的分散性和合适的流变性。这种突破取得的成就就是使得3D打印技术充分发挥优势，使得设计的自由度更高，并且实现更快的设计迭代。
可以折叠的手机，更轻巧的可穿戴设备，更集成的电子产品… …根据3D科学谷的市场研究，3D打印技术正在推动电子产品的全面发展，包括facebook, Intel等公司都在进行这积极的研究工作，其中facebook获得了“用于生成以模块化方式组装的电子器件的3D打印基板的方法”专利（US10099429B2)， Intel获得了”芯片组件的模具侧壁互连的方法“专利（US10199354B2）。
资料下载，请加入3D科学谷3D产业链QQ群：529965687
更多信息或查找往期文章，请登陆www.51shape.com,在首页搜索关键词
网站投稿请发送至2509957133@qq.com
