傳統(tǒng)的電子元器件通常是堅硬的，而柔性電子器件以其獨特的柔性和延展性，在武器裝備中具有廣泛的應(yīng)用前景。采用增材制造技術(shù)，將超薄的導(dǎo)電油墨等材料直接打印到柔性基底材料上，可實現(xiàn)武器裝備的結(jié)構(gòu)功能一體化。近年來，外軍積極利用增材制造技術(shù)改進裝備設(shè)計，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)功能一體化。
▌將電子器件直接打印到武器裝備上，提高裝備性能
美國陸軍嘗試采用增材制造技術(shù)將電子器件打印至頭盔、戰(zhàn)服、無人機和火炮等裝備上。研究人員使用噴墨打印機和電流傳導(dǎo)油墨來打印電子器件。
3D打印的柔性電路板
3D打印的無人機電路板
這一工藝使工程師可將傳感器直接打印至武器或一件衣服中。例如，將由銀納米粒子構(gòu)成的無線電天線打印至一個靈活的聚酰亞胺襯底上，然后嵌入士兵的頭盔中，取代目前附著在頭帶上的天線。或者，電子器件可打印至火炮旁側(cè)，從而釋放更多空間。
▌開發(fā)新型3D打印可穿戴天線，可用于戰(zhàn)場通信和監(jiān)控等
印度軍方開發(fā)出一種輕量、靈活和防水的3D打印天線，可以植入士兵們的軍服中，該設(shè)計（由環(huán)氧樹脂基板和薄銅膜組成）比傳統(tǒng)的天線模型要更加靈活。
通過智能材料和結(jié)構(gòu)實現(xiàn)功能性
3D打印天線長約3厘米，寬約4厘米，設(shè)定的工作頻率在3.37 GHertz左右，可以嵌入紡織品，從而實現(xiàn)WiMAX（全球微波接入互操作性）應(yīng)用。除了軍事應(yīng)用，這種天線也可用于遠程醫(yī)療和環(huán)境監(jiān)測。
▌利用3D打印實現(xiàn)發(fā)動機葉片的監(jiān)測功能
噴氣式飛機的維護費時費錢，但將傳感器打印到航空航天部件上的一種新的3D打印方法有助于優(yōu)化這一過程。英國利用氣溶膠噴射技術(shù)，能夠?qū)?yīng)變及光學(xué)蠕變傳感器直接打印到噴氣發(fā)動機壓氣機葉片表面上。
在渦輪葉片結(jié)構(gòu)上直寫傳感器和電路
利用傳感器的激光檢測系統(tǒng)和光學(xué)測量功能，研究者們能確定10納米內(nèi)的元件蠕變。這使得人們可以實時監(jiān)測葉片工況，有助于提高燃油效率和發(fā)動機工作溫度，降低航空航天器維護成本。
END
目前，該應(yīng)用方向主要開展了結(jié)構(gòu)功能一體化設(shè)計、增材制造新材料開發(fā)、多材料3D打印等關(guān)鍵技術(shù)研究。未來，雷達、天線、探測器等電子器件將更多采用增材制造技術(shù)生產(chǎn)，而柔性電子器件的增材制造是未來發(fā)展的熱點。此外，還將實現(xiàn)可穿戴式傳感器、嵌入式電子器件的高效、低成本制造，大幅提升裝備性能。
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