近日，3D打印技術(shù)參考注意到，一家名為Fabric8 Labs的公司宣布完成5000萬美元B輪融資，它開發(fā)了一種基于電化學(xué)增材制造的新方法用來3D打印金屬零件。

筆者查詢相關(guān)文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)吉林大學(xué)、長春理工大學(xué)、天津大學(xué)、河南工業(yè)大學(xué)等均有團(tuán)隊從事該技術(shù)的開發(fā)。根據(jù)相關(guān)研究，電沉積增材制造技術(shù)是基于電化學(xué)反應(yīng)原理，將電解液中的相應(yīng)金屬離子還原并使之定向可控沉積，形成所需結(jié)構(gòu)的金屬3D打印技術(shù)，同時它也是微尺度增材制造技術(shù)中少數(shù)使用金屬材料的技術(shù)，相對于其他金屬微尺度增材制造技術(shù)（如電噴印等），效率較高、成本較低、方法分類較多。

精密金屬微結(jié)構(gòu)和微元器件往往是電子封裝元器件、精密機(jī)械、微型航空航天設(shè)備、微機(jī)電系統(tǒng)等高科技微型產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行的核心載體。因此，長期以來人們對這些金屬微觀幾何結(jié)構(gòu)的有效制造進(jìn)行了深入研究。迄今為止，已經(jīng)開發(fā)出各種金屬微加工技術(shù)，如機(jī)械微加工（微銑削、微車削、微鉆孔等）、高能束微加工（激光束、電子束、離子束等)、放電微加工、微電化學(xué)加工和電化學(xué)沉積。

然而，這些微加工技術(shù)大多以減材制造方式生產(chǎn)微觀幾何形狀，材料選擇范圍和可實(shí)現(xiàn)的幾何形狀受到很大限制。例如，使用機(jī)械加工方法制造微米和納米尺度的難加工材料極具挑戰(zhàn)性；在高能光束驅(qū)動的工藝加工微組件中會觀察到重鑄層、微裂紋、微孔隙和扭曲等缺陷。增材微制造通過層層連接材料形成微觀幾何形狀，具有出色的自由成型和快速成型能力，可以顯著降低減材制造技術(shù)的上述限制。

最常用的增材制造技術(shù)是由高能束驅(qū)動的技術(shù)，如電子/激光束選擇性熔化和燒結(jié)。事實(shí)證明，由高能束驅(qū)動的3D打印方法所制造的微觀幾何結(jié)構(gòu)通常無法使用，因為它們的形狀存在明顯的熱/應(yīng)力變形以及大量的空隙和裂紋缺陷。這主要是因為這些微觀幾何結(jié)構(gòu)必須在極短的時間內(nèi)經(jīng)歷劇烈的溫度變化和相變。因此，熱驅(qū)動的增材制造技術(shù)不足以生產(chǎn)高質(zhì)量的金屬微觀幾何形狀，因此非常需要非熱或低溫微增材制造技術(shù)。

根據(jù)Fabric8 Labs公司官網(wǎng)相關(guān)信息，電化學(xué)增材制造是一種室溫金屬3D打印技術(shù)，無需熱處理即可生產(chǎn)復(fù)雜、致密的金屬部件。該技術(shù)能夠制造具有微米級特征、復(fù)雜內(nèi)部特征、高純度材料的零件，同時具有快速可擴(kuò)展、支持大規(guī)模制造的特點(diǎn)。Fabric8 Labs正致力于通過提供取代傳統(tǒng)制造的先進(jìn)制造服務(wù)來拓寬金屬增材制造的市場。

Fabric8 Labs認(rèn)為其目標(biāo)市場包括電子/芯片供應(yīng)鏈的多個方面。該公司指出，其電化學(xué)增材制造技術(shù)非常適合打印純銅，特別是對于必須將金屬沉積到溫度敏感基材上的應(yīng)用。

具有亞微米分辨率的純銅微結(jié)構(gòu)的制造確實(shí)有許多應(yīng)用場景，例如5G通信和高靈敏度檢測器件。這些結(jié)構(gòu)的微小和復(fù)雜特征可以提高高頻操作期間的器件性能，而制造純銅微結(jié)構(gòu)卻具有挑戰(zhàn)。3D打印技術(shù)參考查詢到，長春理工大學(xué)團(tuán)隊借助電化學(xué)增材制造技術(shù)制造了微尺度純銅結(jié)構(gòu)并研究了相關(guān)性能，并指出，該技術(shù)可用于制造純銅微芯片橋、微天線、微傳感器等無需掩模和支撐材料的小型結(jié)構(gòu)，但該技術(shù)仍然存在沉積速率低且容易出現(xiàn)探針堵塞的問題。

但總的來說，電化學(xué)沉積是一種具有成本效益和環(huán)境效益的技術(shù)，可以提供制造3D微結(jié)構(gòu)的替代和強(qiáng)大方法。根據(jù)國外金融機(jī)構(gòu)的大規(guī)模投資，也可看出該技術(shù)的應(yīng)用潛力。