3D打印技术在PCB生产中的应用-Nano Dimension CEO访谈

3D打印快讯
2019
09/27
16:12
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来源:电子时代

近日,Dan Feinberg和Nolan Johnson采访了Nano Dimension公司首席执行官Amit Dror,Amit Dror介绍了Nano Dimension的最新动态以及公司目前的发展重点——专注于多品种/小批量及本地快板制造。
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Nolan Johnson:Amit,Nano Dimension公司最近一直很忙,你是否可以首先分享一下过去90天内贵公司发布的新闻,以及Nano Dimension公司的发展趋势?

Amit Dror:如你所知,多年来,我们一直在努力推出一种能够将3D打印这种颠覆性技术推向市场的产品。自向市场推出DragonFly打印机以来的一年半时间里,收到了很多反馈。大部分新闻是关于电子市场的不同领域或细分市场正在采用Nano Dimension设备,其他新闻是我们成功渗透到新的地区,包括美国和日本。

Nano Dimension公司另一个发展趋势是(在某些情况下,与我们的合作伙伴和客户一起)提出新应用类型。从前期看,3D打印更多的是应用于PCB样品生产,但随着此种技术的不断发展,正在应用于更多案例,我们认为这些正是可通过3D打印实现的不同电子产品技术或特有的应用。

采用我们特有的技术可以很容易地将3D打印的射频天线和电容器安装在PCB的侧面,很高兴看到我们多年来的日本客户(一家大型电子产品制造商),在东京分享他们的3D打印应用,正说明了该设备达到的技术水平以及客户采用这种新技术的准备程度及意愿。
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Dan Feinberg:对于你们售出的设备,有没有公司再次购买?
Dror:是的。TTM Technologies公司已经购买了三套DragonFly Pro系统设备,他们两年前就参与对样机进行试验。

Feinberg:这点非常重要,因为这意味着这些设备现在已经融入他们的日常生产中了,当他们只有一台设备时,他们可能是在试验设备的使用状况,但当他们再次购买时,足以证明其使用效果很好。

我问这个问题的一个原因是我每天都在LinkedIn帐户上收到来自中国PCB制造商的几百个请求,他们总是问我是否能推荐任何需要电路板的厂商,然后我问:“你们能制作3D打印电路吗?如果能,你们采用哪种打印机?”我没有告诉他们是否有兴趣购买电路或其他任何东西,但他们通常会回答:“我们可以快速制作样品,甚至半天就可以做出样品,不需要用3D打印机。”我回复他们:“这是我唯一感兴趣的东西,但不是因为速度,而是很多其他原因。”

我最近听说中国的PCB制造商现在对3D打印感兴趣并正在进行研究。对我来说,3D打印不仅仅是制作样品的一种方式,而是一种能够以完全不同于标准制程的新工艺制造产品的方式,这就是为什么我会提出这个问题的原因。
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此外,你们的消耗品销售情况如何? 这是该技术是否开始广泛应用的一个重要指标。

Dror:我们是一家上市公司,每季度都会公布数据,目前显示设备的安装基数正在增长,因此每一季度的销售数据都在不断增长。从销售数据看,有些客户购买了多套系统,大多数客户分两种类型,一种是PCB样品生产,它的使用取决于客户与PCB工厂的距离,或与工厂的交互速度有多快,你可能知道这也是复杂电路板制程的组成部分。电路板越复杂,通常生产需要的时间越长,制作样品的费用就越高,这将是DragonFly系统的一种应用类型。

另一种类型是在某些情况下,几乎不可能通过传统方式制造,有时即使不那么复杂,仍然难以制造。举例来说,多层PCB是传统制造工艺可以轻松生产的,如果想在该PCB上添加天线,可以制造天线并将其组装在PCB顶部,或者在PCB上3D打印天线。如果你还想添加可能具有嵌入式电池的部分3D形式,在3D打印中,你可以将电池模块作为打印的一部分,得到组合天线和电池的PCB。现在,我们开始朝着更复杂的方向前进,只使用传统制作方法中的要素,将它们组合在同一打印品中会显著增加复杂性。与传统制造相比,应对高复杂性是3D打印的一大优势,对于我提及的所有情况,3D打印技术都不是问题。


Feinberg:3D打印在解决复杂性的同时缩小了尺寸,使其成为设备本身的一部分而不是附加元器件。


Dror:没错,这是谈论高级应用时的另一个关键优势,例如我们与Harris公司共同开发的应用,现在已经第二次获得Space Florida公司的投资,用于创新3D打印射频放大器,由Harris公司设计并用于重量和尺寸上要求更小的纳米卫星。使用Nano Dimension公司技术和材料,Harris公司利用我们的设计灵活性找到了减小射频放大器尺寸和重量的方法。卫星成本昂贵,每颗卫星中的射频放大器价值达数十万美元,到今天为止,3D打印的实际成本是材料成本,对于制造如此复杂的器件,与传统制造工艺所需的设置及工作成本相比,其成本显著降低,并成为3D打印电子产品实现高级应用的典型案例。
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此外,对于复杂性增加的消费类产品,需要的产品数量不高时,3D打印可降低成本。例如,用于医疗设备的物联网装置结合了一些要素并且尺寸小,把它想象成一个小而圆的杯状装置,直径为8毫米,高度为3毫米,有一个缠绕在周围的线圈。采用3D打印,在中间可以嵌入一个非常小的电池,在底部有平面导电区域作为该装置的天线。如果你能明白我的描述,就会了解这是一个具有特定形状的小装置。可以采用3D打印替代用模具的方式来生产。对于某种每年只需要数千个的医疗装置来说,3D打印可节省大量成本。因为购买、集成和测试都需要成本,而3D打印则可避免此环节。

用Nano Dimension DragonFly Pro 系统3D 打印的Phytec Voice Array PCB

Feinberg:你提到你们是一家上市公司,顺便说一下,我在一年半前说过我也是股东,今天我仍然是。 就像你在谈论上市公司要谨慎一样,我也是如此,所以我完全理解。你们公司几个月前宣布需要额外融资,我认为你已经获得了这笔资金。所有公司都有一个收支平衡点,你们公司一直在发展,是否接近实现收支平衡?

Dror:公司的重点是发展和市场营销,我们的技术已经成熟应用于被市场接受的产品,正在开拓新的市场。 同时,客户的采用需要时间,因为设备的价位(每个客户以数十万美元计算)导致投资过大,不是一个人就能决定,所以要达到增长需要时间。我们致力于使客户从样品生产转变为产品生产,但从现阶段来看,很难确定何时能实现这个目标,“时机成熟时,他们将会做出这种转变,我们将促使客户购买2个,10个或20个系统,而不是1个”。这是该技术实现从样品生产到批量生产转变的拐点。

Feinberg:所以,你看到样品生产的增加和改进,能够促进设备的研发和生产,例如现在是否正在实现设备更高的产量?


Dror:是的。尚不能称之为大批量生产,更像是多品种、小批量的生产。如果你考虑3D打印领域的增材制造,那么处理机械类制造的不同类型材料,大多数其他公司通常会以材料重量或成本来衡量。我们的客户遍布电子领域,不能以应用范围有多大来衡量,而以其复杂程度来衡量。如果标准的双面PCB,尺寸很大(6 英寸x 6英寸),而另一块PCB是0.5英寸 x 0.5英寸的8层板,有几个复杂的导通孔,则较小的电路板更复杂,所以生产成本更高。
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这就是我们的目标。Nano Dimension公司的重点是与战略客户合作。我们有不同类型的客户和合作伙伴,包括擅长开发应用的研究机构,在美国各种国防机构都对样品生产感兴趣;还有世界500强PCB制造商和其他大型公司等。我们会对那些可帮助实现批量生产应用感兴趣的公司进行区分,将其视为战略合作伙伴。我们拥有自己的应用工程师,与我们的客户一起合作,共同实现这一转变,并向产品生产迈出更近的一步。

如果你查看我们在过去几个月中所做的增强功能,就会看到许多可以通过3D打印实现的有趣应用。关键是为客户提供可靠、经过测试和作为基准的应用,为他们提供投资回报。我们的重点转向多品种、小批量的3D增材打印电子。


Feinberg:DragonFly是你们的主导产品,除此之外,还在开发其他产品吗?

Dror:是的,我们将会发布一些DragonFly产品系列的新公告。但目前还无法分享更多细节,敬请各位继续关注。


Feinberg:就目前的金融方面而言,全球正处于一场贸易战中。美国、中国甚至墨西哥之间都增加了很多关税,是否对你们产生了影响?

Dror:关税现在对我们没有影响。提醒一下,我们是一家以色列公司,更重要的是我们正在做的是为人们生产产品提供工具,也可以说我们是提供工具的公司,在全球范围内提供工具的公司如戴尔或微软。Nano Dimension公司以类似的方式看待自己——是一家提供3D打印机的公司,这类工具可以3D打印你想要设计的任何内容。我们没有受到影响,希望能够继续保持这种状态。

Feinberg:Nano Dimension公司正在发展,逐步接近收支平衡点,你不便透露更多,我理解。那么让我探讨下贵公司的投资者,令我感到惊讶的是,当有这么多好的公告时,你们的股票却仍停留在原地,作为持有贵公司股票的我,很想听听你的解释?

Dror:虽然客户和公众对Nano Dimension公司的技术很感兴趣,但也存在与运营费用相关的问题。 一方面,可被视为具有创新技术的初创公司;另一方面,公司需要处理与制造、销售、纳米材料、软件和设备相关的各种事项,所有链条都需要资金。公司仍在建立其市场,在营收上证明其处于财务收支平衡之前,似乎对该股票产生了影响,Nano Dimension公司专注于持续增长,一旦实现,我相信股东的信任和股票价格也将会反映出来。

Feinberg:我们向读者介绍的重点是,Nano Dimension公司似乎不仅正在为电路板制造行业重要领域引入3D打印,而且它还在继续改变人们尚未意识到的很多东西,即3D打印不仅仅是快速制作电路板的方法,而是采用3D打印可将电路板成为设备结构的一部分。这类PCB在5G设备到来之时,将能够提供更多功能,在设备设计中添加更多元器件,成为物联网和可穿戴设备的一部分。

Dror:它甚至是更大生态系统的一部分,包括实际的传感器、天线,当然还有多层PCB。3D打印也是实现和提升制造方法能力的转化器,它可作为实现工业4.0的方法之一,以支持消费类产品的分布制造和定制。所有这一切都在发生,需要不同的要素和技术,还有人工智能、工业4.0以及制造工厂的发展宏图,所有这些都反映出对增材制造的需求。

我同意你的看法,不仅仅局限在特定研究机构,还有更大的生态系统。5G时代,万物互联,一切皆可定制,不只在消费产品中,未来将有越来越多的3D打印应用。如果不将增材制造作为转变的一部分,就很难实现所有创新变革。

Feinberg:5G要求更高的频率,可能需要一些额外的传输功率来增加穿透力。即将到来的 5G各种应用,远远超过了对语音通信的要求,如何看待3D对电路制造发展的影响?又如何看待5G对3D打印的需求或优势的影响?

Dror:影响将是巨大的,原因就是数字化。回顾过去五年发生的一切以及未来五年对新连接设备数量的期望,连接设备的数量将日益增长。将这种已经存在的趋势与消费产品定制化趋势的事实相结合,人们希望产品更加个性化,并更快速地获得。

如此之多的新产品,尤其定制的比例增加,趋势就是小批量将代替大批量生产——并非所有新产品都会成为每年需要数百万台的下一代iPhone。许多客户需要生产数千件产品,而且还需要快速生产,我认为,对连接设备的快板需求将显著增加,并且需要保证数量,这正是采用这种增材制造解决方案的良机。随着我们不断提出新的应用以及产品的不断改进、成熟,相信我们能够继续保持在3D打印电子产品领域的领导地位。

Feinberg:我最近刚参加了加州圣克拉拉的AWE展会,我已经关注增强现实、虚拟现实和混合现实一段时间了,我们现在简单称之为扩展现实(XR)。在与很多头盔设备制造商交谈时,发现头盔已不再是体积大、笨重、不舒服的印象,并且需要的功率只比一副眼镜略大。听觉、视觉、3D视觉、眼球追踪等都内置于轻型头盔设备中,对我来说,制造这些设备的理想技术是3D打印,你们考虑过这类应用吗?

Dror:从技术的角度来看,我把它与医疗设备归为同一类,例如融合各种电子产品的智能吸入器和有助于特殊人群听觉的耳机。作为该领域的先驱者也有责任向行业普及相关知识,这是一项需要时间的任务,3D打印的电子产品已然出现,随着增材制造技术逐步取代传统,世界将会变得越来越好。


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