@ 2014.11.10 , 15:25

完全用3D打印方式制造LED灯

将3D打印用于生产线生产是一件十分神奇的事。将来某一天,每个人的家里都是一个迷你加工厂,在线下载CAD模板打印出眼镜、咖啡杯、鞋等等家里需要的所有东西。但问题是,目前3D打印只能打印出一些塑料玩意。

机械工程师Michael McAlpine说:“在3D打印的世界里,人们正在努力尝试用多种材料进行打印。他们真正的意思是——用两种不同颜色的塑料进行打印。”

McAlpine和他来自普林斯顿大学的同事已经将5中不同种类的材料混合在一起打印出第一个全3D打印的LED灯了。尽管其他的团队抢先声明拥有这种技术,但McAlpine说他们的这种技术并不是完全真实的。他说:“他们只是打印出了电路板,然后把LED灯泡放进去。”

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具体来说,普利斯顿团队创造出来的LED灯被称为量子点LED。它跟电视和手机里的内置LED灯比较相似,但量子点LED有可能会更节能。

为了制作这个LED灯,研究者们必须量身定做一台3D打印机。制作这台3D打印机他们花了6个月的时间,并且花费了10000到20000美元。

这台3D打印机总共有5个打印层。底部有一个由银纳米粒子制作的金属坏作为金属接触电路。顶部有两个聚合物层,它们一起将电流传输到下一层。它们里面含有量子点。量子点是硒化镉纳米颗粒包裹在硫化锌壳中形成的。当电子遇到这些量子点,它们就会发出橙色或绿色的光。阴极的光是由共晶镓铟形成的,通过它向LED外部发出电子流。

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除了将金属和聚合物结合,还有一些亲水性和疏水性的材料,一些液体材料和一些固体材料。McAlpine说,在一个3D打印产品中用到了大量的不同种类的材料。

3D打印的LED与iPhone屏幕上使用的一些LDE处于相同水准,虽然它们没有打败那些昂贵的LED,但这似乎也不是一件难事。通过控制量子点的厚度和均匀性,实验不同的油墨配方,3D打印LED的性能会更好。也许有一天,3D打印机变得便宜,人们就可以自己组装电视和Iphone。

但McAlpine的想象更加令人兴奋。他说:“传统的微电子工业是真的很擅长做二维电子产品。无论是电视还是手机,屏幕都是平的。但3D打印给了你第三个维度,人们可以利用它来实现一些还没有想到的事情,例如3D打印人体的身体结构。”

接下来,McAlpine的团队(去年做了一个仿生耳),尝试打印晶体管,这样他们的3D打印机可能就会有那种你在计算机芯片中才能找到的功能。

本文译自 popsci.com,由译者 island 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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