气溶胶喷射打印（AJP）——Optomec新技术助力3D打印电子可穿戴设备研发

2021年11月6日，南极熊获悉，工业3D打印机制造商Optomec宣布将出售三台气溶胶喷射打印（AJP）机器给一家全球知名代工企业。

尽管购买这套打印系统的买家并未透露姓名，但据了解它是一家全球50强企业，并计划利用Optomec的3D打印技术开发和制造新一代的可穿戴电子设备。Optomec公司首席执行官Dave Ramahi声称，他们公司AJP设备的竞争力受到了用户的认可，这套打印设备的引进将帮助客户迈向批量化生产的道路。

△一个AJP打印的可拉伸触觉传感器。照片来自剑桥大学。

AJP在电子行业的潜力

Optomec的3D打印机是由两种不同的技术驱动——LENS（一种定向能量沉积技术）和AJP技术，后者为用户提供了在3D表面直接沉积电子墨水的能力。当用于打印导电银时，该技术适合于创建高分辨率的电路，它能够实现小至10微米的特征。

AJP以AJ FLEX和Aerosol Jet HD2机器的形式在市场上销售，也可以单独作为一个销售产品，AJP的保形打印能力使它能够应用到天线、传感器、医疗电子、半导体封装和环绕式显示器互连等领域当中，并且受到了全球制造商的注意。

早在2018年，三星就采用了Optomec的Aerosol Jet 5X系统之一，以加快其电子产品的生产，之后诺斯罗普-格鲁曼公司利用AJP设计了一种制造半导体互连的新方法。在实验中，这家国防公司在毫米波集成电路（MMIC）上3D打印了电介质层和金桥状结构，生成了稳定的连接。

自那以后，Optomec公司继续开发AJP的能力，使其对客户更具吸引力，并在今年早些时候申请了一项用于精确生产3D微结构的紫外线照明技术专利。该公司还在诺斯罗普-格鲁曼的MMIC研究的基础上，开发了一种信号增强的互连解决方案，有效地将5G天线的输出增加一倍。

△2021年6月，Optomec为一种基于原位加热的3D打印微结构的方法申请了专利；下图为通过气溶胶喷射技术3D打印的微结构。图片来自Optomec。

Optomec公司的200万美元可穿戴设备交易

无论是监测健康的健身追踪器和葡萄糖监测器，还是时尚的智能服装用品，毫无疑问，可穿戴电子产品正日益流行，并将持续发酵。事实上，Optomec公司估计，该行业在未来十年内的市场规模将变得越发庞大，到2030年产品年销售额将超过1500亿美元大关。

这种可穿戴设备的主要特点之一是它们能够在用户的日常生活中不显眼地 "粘"在他们身上。为了有效地发挥作用，这些产品需要有足够的灵活性，以使其与人体保持一致。然而，在实践中，以高水平的细节生产柔韧的电路是极具挑战性的，因此进入可穿戴设备领域也是如此。

由于Optomec的AJP设备能够在非平面基材上进行打印，因此非常适合应对这些挑战，现在它已经收到了来自一家"数字连接供应商 "的200万美元的订单，该供应商本身也有开发可穿戴设备的野心。

据悉，这家大客户的订单包括运送三套AJP系统，以及相关的软件和数字产品，还有Optomec持续的应用开发支持。虽然Optomec公司没有透露其神秘客户即将推出的产品的确切性质，但Ramahi透露，3D打印是其设计的核心，并称赞这次交易是AJP推广的又一次成功。

Ramahi补充说："最近的这些订单是Optomec产生重复销售能力的另一个例子，在这个例子中，我们首先在我们的应用实验室中进行了一些新颖的开发，展示了打印可拉伸的电路，以及我们主要的3D保形电子技术能力，这对于客户的产品设计来说是有利的。"

△Nano Dimension公司的DragonFlyLDM 3D打印技术在运行。照片来自Nano Dimension公司。

3D打印电子行业可能仍处于萌芽阶段，但像Optomec这样的公司已经试图将自己确立为早期市场的领导者。另一家领先的电子3D打印机制造商Nano Dimension最近也在其DragonFly系统方面取得了重大进展，同意与Fraunhofer IPA合作，以推进其自由形态打印能力。

在其他地方，nScrypt现在已经展示了其微分配 "SmartPump "工具头的能力，可以在曲面上3D打印电子器件，而在更多的实验性电子应用中，德州大学埃尔帕索分校的一个团队已经开发了一个低成本的12,000美元的AJP系统，能够将导电油墨沉积到复杂的设计中。