在航天器中，最終要的設(shè)備之一就是各種各樣的探測器了。如今隨著探測器部件變得越來越小，它的電路密度就變得更大——上面擠滿了元器件，而這些元器件還必須能夠連接到感應(yīng)器并讀出信號——這就為設(shè)計和制造這些重要的儀器設(shè)備帶來了越來越多的挑戰(zhàn)。

近日，在馬里蘭州Greenbelt的美國宇航局（NASA）Goddard太空飛行中心，工程師團隊已經(jīng)開始研究使用一種名叫氣溶膠噴射打印(aerosol jet printing)或者直接寫入制造的技術(shù)來制造新的探測器部件，這些部件使用傳統(tǒng)的裝配工藝根本不可能制造出來。

“如果我們成功了，氣溶膠噴射技術(shù)將能夠以一種全新的方式來創(chuàng)建密集電子電路板組件，并且有潛力提升電子部件的性能和穩(wěn)定性?！?span>Goddard的工程師Beth Paquette解釋說，她是這一研發(fā)項目的領(lǐng)導(dǎo)人，該項目是從上一財政年度 開始啟動的。此外，她補充說，氣溶膠噴射打印將會把電路板的制造周期從一個月縮減到一兩天的時間。

重要的區(qū)別

與其他3D打印技術(shù)類似，氣溶膠噴射制造技術(shù)主要根據(jù)CAD設(shè)計文件逐層沉積材料生成部件。但是，這種技術(shù)還有一個重要的特征。

這種技術(shù)并不像許多3D打印機那樣在精準(zhǔn)的位置熔化和融合塑料粉末，它主要使用一種載體氣體和打印機頭在對象表面上沉積帶金屬顆粒的精細(xì)氣溶膠，這些金屬顆粒包括銀、黃金、鉑金、或鋁等。另外，氣溶膠噴墨打印機也可以沉積聚合物或其它絕緣體，甚至可以打印碳納米管——這是一種柱體形狀的碳分子，擁有在納米技術(shù)、電子和光學(xué)方面都很有用的全新屬性。

“它可以在彎曲、球形、或者平的表面上打印，甚至可以打印在一些柔性表面上，然后彎曲成你想要的形狀。”她說。

這些屬性使該技術(shù)很適合制造探測器組件，尤其是那些需要塑造成不同的形狀或者需要造得很小的探測器，但是無法逃避的現(xiàn)實是，隨著設(shè)備越來越小，由于大量的微小部件的存在，其內(nèi)部的電路就變得越來越密集。

“我們可以將這些線路制成只有幾微米寬?！?/span>她說：“像這么小的尺寸使用傳統(tǒng)的電路板制造工藝師不可能實現(xiàn)的。”（相比較而言，人類頭發(fā)的平均尺寸在17到191微米之間）

其他應(yīng)用

當(dāng)然，這一技術(shù)的使用范圍并不限于探測器。Goddard的電子專家Wes Powell期望未來設(shè)備開發(fā)人員可以使用氣溶膠噴射技術(shù)直接在航天器上打印天線、線路和其它硬件。

到目前為止，研究團隊已經(jīng)已發(fā)現(xiàn)該技術(shù)具有前景，現(xiàn)在正在評估該技術(shù)在特定航天應(yīng)用上的穩(wěn)定性和可重復(fù)性。

“氣溶膠噴射打印有很多潛在的應(yīng)用，但是上需要在特定的飛行條件下進行評估。這就是我們在這里要做的事情?！?/span>她說。