混合3D打印技術(shù)是3D打印領(lǐng)域的重要研究方向之一。與傳統(tǒng)3D打印僅能制造單一材料、單一功能的零部件相比,混合3D打印技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢在于集成多種制造工藝,加工不同類型材料,并能在產(chǎn)品三維結(jié)構(gòu)基體打印過程中植入功能型元器件,并進(jìn)行三維立體電路互連,從而實(shí)現(xiàn)高性能、高附加值、定制化產(chǎn)品的一體化直接制造。
該技術(shù)在微機(jī)電系統(tǒng)、精密醫(yī)療件、生物醫(yī)學(xué)檢測、柔性電子器件等領(lǐng)域存在巨大應(yīng)用潛力和產(chǎn)業(yè)需求,將成為消費(fèi)電子、航空航天、汽車、國防等高端產(chǎn)業(yè)的使能技術(shù)。目前混合3 D打印技術(shù)面臨的最大問題是無法在復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)表面或體內(nèi)實(shí)現(xiàn)可靠性高、導(dǎo)電性優(yōu)良的三維立體電路互連。
現(xiàn)今常見的混合3D打印技術(shù)多采用直寫工藝實(shí)現(xiàn)立體電路互連,該工藝可以在平面或曲面涂覆不同類型功能材料,主要方法包括:點(diǎn)膠工藝、氣溶膠噴射、激光直寫、噴墨打印等。然而直寫工藝主要存在以下缺陷:第一,導(dǎo)電墨水的電導(dǎo)率相對于傳統(tǒng)PCB電路板上的銅箔導(dǎo)線有較大差距;第二,多依賴高精度多軸運(yùn)動平臺實(shí)現(xiàn)三維定位,設(shè)備價格昂貴;第三,導(dǎo)電墨水中所含的部分溶劑對3D打印基底有腐蝕性,造成導(dǎo)電材料與基底材料的粘附力不足,且導(dǎo)電墨水固化后的機(jī)械強(qiáng)度有限,容易脫落或斷裂。