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基于柔性电子的增材制造装备研发产业化项目
项目简介
传统的柔性电子元器件主要依靠刻蚀加工及印刷工艺完成，工艺复杂且生产周期长，并需在真空环境下进行。而光刻和后续腐蚀过程产生的酸碱溶液严重污染了当地环境。另外，刻蚀工艺受到油墨性能的严重限制，导线厚度较大，图案分辨率过低，无法满足人们对电路板高密度、高效率、高柔性化以及低成本、小批量生产的实际需求，无法实现柔性三维表面电子线路板的生产。 本项目通过将各类墨水进行气动/超声雾化的方式，解决了传统工艺对墨水性能的苛刻要求，实现大粘度范围内超细线宽、超薄厚度柔性电子的增材制造。另外，该技术可以在常态下实现可变分辨率复杂线路的打印，且不受基板材料及表面形状的限制。通过采用阵列式多喷头结构，实现了多材料/多组分混合打印。与传统光刻/刻蚀方法相比，微喷射增材制造技术具有节能环保、无需掩模、制作周期短、原料利用率高等诸多优点。此外，微喷射3D打印技术还可以实现智能结构功能部件（生物芯片、燃料电池以及人体传感器等）的嵌入式多维打印，该技术已经在电子工程、生命科学、仿生学、生物组织与器官智能制造等各领域得到日趋广泛的应用。
技术优势
本研究采用柔性电子微喷射成型工艺，与传统制备技术相比，其技术优势主要体现在以下方面：
应用市场
本设备不仅可以实现柔性电子元器件（如导线、电容、电阻、电感、电池，OLED，OTFT等）的增材制造，还可以完成各类型复杂电路及智能结构功能部件的一体化打印成型（生物芯片、燃料电池以及人体传感器 等），可以广泛应用于电子工程、生命科学、仿生学、生物组织与器官智能制造等各领域。根据英国IDTechEx 的报告，全球柔性电子市场到2022年将达到600亿美元，到2030年将超过3000亿美元。本设备是国内首台超细线宽柔性电子微喷射增材制造装备，市场潜力巨大。
主要研究人员
张远明，博士，正高级工程师，博士生导师。宁波市“3315计划”海外高层次创新人才，英国皇家特许注册工程师(CEng)，全国材料新技术发展研究会常务理事。2006年博士毕业于英国谢菲尔德大学(University of Sheffield)。曾先后在英国拉夫堡大学 (Loughborough University)和谢菲尔德大学从事增材制造装备与工艺等方面的研究工作，参加过拉夫堡大学创新基金(IMCRC)、英国工程与自然科学研究基金(EPSRC)和欧洲区域发展基金(ERDF)等大型科研项目。曾获机械工业部科技进步三等奖和中国轻工业联合会科技优秀奖。2014年加入中国科学院宁波材料技术与工程研究所，先进制造技术研究所，从事先进增材制造技术及高端制造装备的基础研究，包括大尺度高速复杂铸件砂模/砂芯一体化3D打印技术、超声波雾化3D微喷射打印技术与激光微熔覆技术等方面的研究。
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