2月24日，3D打印技術(shù)參考注意到，知名3D打印服務(wù)商N(yùn)orsk Titanium宣布，該公司已為半導(dǎo)體市場(chǎng)進(jìn)行了首次商業(yè)零件交付。Norsk使用其獲得專利的定向能量沉積平臺(tái)，為知名光刻機(jī)制造巨頭ASML的光刻系統(tǒng)開(kāi)發(fā)預(yù)制件。

此次采用3D打印技術(shù)制造的零件為80公斤的Ti64近凈形預(yù)成型件，它將用于半導(dǎo)體晶圓生產(chǎn)。Norsk表示，其3D打印預(yù)制件的成功開(kāi)發(fā)使其能夠從“傳統(tǒng)鍛造板生產(chǎn)商”手中奪取市場(chǎng)份額。與傳統(tǒng)制造方式生產(chǎn)的預(yù)制件相比，3D打印預(yù)制件減少了140公斤的原材料浪費(fèi)，節(jié)省64%。

Norsk使用的快速等離子體沉積工藝（RPD）是一種經(jīng)過(guò)FAA認(rèn)證的OEM合格的增材制造工藝，通過(guò)使用鈦絲轉(zhuǎn)變?yōu)檫m用于結(jié)構(gòu)和安全關(guān)鍵應(yīng)用的復(fù)雜組件，可為航空航天、國(guó)防和商業(yè)客戶節(jié)省大量的交貨時(shí)間并節(jié)省成本。2020年，Norsk宣布向波音意大利工廠交付新的787夢(mèng)幻客機(jī)組件，此項(xiàng)交付是Norsk不斷增長(zhǎng)的商業(yè)航空結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的第三位客戶，也意味著Norsk獲得了歐盟航空航天公司的第一筆經(jīng)常性生產(chǎn)訂單。

鈦絲、氬氣、等離子體電弧和過(guò)程控制是RPD工藝的核心因素，可以實(shí)現(xiàn)在快速打印的同時(shí)達(dá)到鍛造強(qiáng)度，能夠滿足航空航天級(jí)的應(yīng)用。Norsk成熟的生產(chǎn)能力可降低成本、減少機(jī)加工和材料消耗并縮短交貨時(shí)間，旗下MERKE IV ?系統(tǒng)是當(dāng)今商業(yè)生產(chǎn)中最快的鈦金屬打印機(jī)，它比基于粉末的增材制造設(shè)備快50-100倍，而鈦的使用量則比傳統(tǒng)鍛件少25％-50％。

2015年，Norsk就獲得了歐洲TRL8認(rèn)證，這是一種評(píng)估關(guān)鍵技術(shù)元素成熟度的方法，得到了美國(guó)國(guó)防部、美國(guó)宇航局、歐洲宇航局和許多其他航天機(jī)構(gòu)的承認(rèn)。對(duì)于TRL的評(píng)估主要檢查項(xiàng)目的概念、技術(shù)要求、經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的技術(shù)能力，并根據(jù)分值將其評(píng)為1到9個(gè)等級(jí)，其中9級(jí)代表技術(shù)最成熟。TRL8預(yù)示著產(chǎn)品不存在問(wèn)題，可以提供給世界一流的航空航天與國(guó)防制造商進(jìn)行最終認(rèn)證和機(jī)身集成。

金屬增材制造能夠以傳統(tǒng)制造無(wú)法實(shí)現(xiàn)的方法優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。經(jīng)增材制造優(yōu)化后的部件采用整體設(shè)計(jì)，無(wú)需組裝操作，能夠生產(chǎn)有機(jī)的薄壁形狀，還減少了最終組件的重量和體積。這些優(yōu)勢(shì)在半導(dǎo)體設(shè)備等應(yīng)用中尤其有益，半導(dǎo)體設(shè)備的特點(diǎn)是在潔凈環(huán)境中封裝密實(shí)、快速運(yùn)動(dòng)的組件，其包含許多流體管道。增材制造組件旨在提供更好的性能，在一些應(yīng)用中，測(cè)得的干擾力最高降低了90%。

在最近的案例中，3D Systems利用SLM直接金屬打印實(shí)現(xiàn)了組件集成、新的冷卻策略和復(fù)雜的噴嘴形狀，能夠高速生產(chǎn)可靠的半導(dǎo)體噴頭。金屬增材制造解決方案能夠提供傳統(tǒng)方法無(wú)法生產(chǎn)的幾何形狀，包括用于沉積控制的非圓柱形噴嘴幾何形狀、用于提取熱量的更復(fù)雜的冷卻通道以及用于防止泄漏的集成組件。3D打印可一次制造數(shù)千個(gè)小孔，對(duì)成本和生產(chǎn)時(shí)間的影響則可以忽略不計(jì)。

3D Systems金屬3D打印的晶圓臺(tái)熱管理部件

增材制造為半導(dǎo)體設(shè)備和熱管理工程師提供了前所未有的設(shè)計(jì)靈活性，使集成冷卻通道的復(fù)雜性達(dá)到新的水平，并減少了組件數(shù)量和組裝，以提供均勻的沉積并最大限度提高噴頭可靠性。

總的來(lái)說(shuō)，金屬3D打印的多種工藝正在融入半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈，而且這種融入將更加深入。

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