MR技術(shù)廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究，地質(zhì)調(diào)查和臨床診斷（例如MRI掃描）中。 RF探頭是MR系統(tǒng)的核心組件，通常用于執(zhí)行電化學(xué)分析，原位反應(yīng)監(jiān)測(cè)和MR成像。廈門大學(xué)的研究人員擁有3D打印的射頻（RF）探頭，能夠執(zhí)行常規(guī)和非常規(guī)的磁共振（MR）實(shí)驗(yàn)。他們使用3D打印技術(shù)開發(fā)了一種方法，可以使用比傳統(tǒng)制造技術(shù)更精確的線圈結(jié)構(gòu)來(lái)定制定制的RF探頭。據(jù)他們介紹，這項(xiàng)研究是首次探索這種用于MR系統(tǒng)的集成探頭制造方法的方法。
針對(duì)不同情況的集成式MR探頭的3D打印和制造過(guò)程。圖片來(lái)自廈門大學(xué)
3D打印RF探頭
在研究過(guò)程中，研究人員演示了一種結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），3D打印和液體熔化注入技術(shù)來(lái)創(chuàng)建集成式MR探頭的方法。熔融沉積建模（FDM）和立體光刻技術(shù)均用于制造探頭，該探頭由帶有微米級(jí)導(dǎo)線的RF線圈，定制的樣品室和RF電路接口組成，并包裹在單個(gè)印刷聚合物塊中。3D Systems的ProJet 3510 SD 3D打印機(jī)用于通過(guò)FDM制作MR原型的一個(gè)版本，其打印分辨率為30μm。在打印過(guò)程中，從打印機(jī)的雙噴嘴之一擠出材料，以構(gòu)造成型結(jié)構(gòu)和空心線圈腔。對(duì)于在嘉興山威機(jī)電公司的Cyclone W-1打印機(jī)上印刷的光刻技術(shù)生產(chǎn)的探頭，這些模型是通過(guò)光聚合逐層創(chuàng)建的，打印分辨率為25μm。紫外線激光聚焦在一大桶光敏聚合物樹脂上，使分子鏈鏈接形成聚合物，從而構(gòu)成了探頭的主體。
探針打印后，要進(jìn)行后處理，然后再使用液態(tài)金屬灌注技術(shù)創(chuàng)建導(dǎo)電RF線圈。然后將這些注入到3D打印的聚合物塊中的微通道中，該聚合物塊使用透明材料進(jìn)行印刷，以說(shuō)明其內(nèi)部通道結(jié)構(gòu)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，無(wú)論是在電氣性能還是在材料背景信號(hào)方面，PLA的性能都很好，因此選擇打印探針的材料是PLA。印刷了各種探頭以研究不同的原位反應(yīng)，例如動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)，電化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測(cè)，核磁共振（NMR）和成像。
研究人員使用3D Systems的ProJet 3510SD 3D打印機(jī)制造探頭。圖片來(lái)自HK Additive。
潛在的應(yīng)用
除上述實(shí)驗(yàn)外，研究人員還試圖通過(guò)定制設(shè)計(jì)探頭來(lái)證明其方法的普遍適用性。性能測(cè)試表明，盡管線圈材料的導(dǎo)電性存在某些缺點(diǎn)，但3D打印的探頭仍能以較高的信噪比（SNR）獲得圖像。研究人員稱，這意味著該方法在定制MRI應(yīng)用方面具有“廣闊前景”。該團(tuán)隊(duì)專注于解決RF探頭傳統(tǒng)制造方法所遇到的精度和集成定制加工缺陷，而不是優(yōu)化其3D打印替代品的性能。通過(guò)當(dāng)前的方法制造RF探針頭在集成，定制和小型化方面面臨困難。從本質(zhì)上講，通過(guò)這些技術(shù)來(lái)制造具有復(fù)雜或不規(guī)則3D結(jié)構(gòu)的RF線圈是不精確且耗時(shí)的，特別是考慮到小型化的需求。因此，研究人員試圖通過(guò)3D打印實(shí)驗(yàn)來(lái)克服這些問(wèn)題。
盡管目前的性能可能仍不如商用探頭，但該研究證明3D打印探頭能夠滿足團(tuán)隊(duì)定制MR實(shí)驗(yàn)的要求。鑒于此，所提出的方法為用于NMR研究和臨床MRI檢測(cè)的定制探頭提供了基礎(chǔ)，并為3D打印組件的MR系統(tǒng)開辟了新的一類應(yīng)用。
3D打印連續(xù)流分離探頭（CFSP）的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分離原理。圖片來(lái)自廈門大學(xué)/自然。
3D打印電子
盡管與其他增材制造應(yīng)用相比3D打印電子產(chǎn)品尚處于起步階段，但在這一領(lǐng)域中不斷開發(fā)新技術(shù)，而潛在的應(yīng)用也在不斷擴(kuò)展。以色列3D打印電子公司Nano Dimension位于這一領(lǐng)域的最前沿。在2019年9月，該公司宣布將使用其DragonFly電子增材制造系統(tǒng)開發(fā)3D打印電容器。不久之后，Nano Dimension宣布與韓國(guó)技術(shù)創(chuàng)新中心Chungbuk Technopark（CBTP）達(dá)成了一項(xiàng)多年協(xié)議，兩家公司為其首個(gè)合作產(chǎn)品開發(fā)了功能齊全的3D打印IoT通信設(shè)備。最近，該公司與軍事傳感器專家HENSOLDT合作，成功地印刷和組裝了雙面層印刷電路板（PCB），從而使3D打印高性能電子元件的開發(fā)更近了一步。
在其他地方，總部位于硅谷的初創(chuàng)公司Space Foundry希望將等離子3D打印引入電子行業(yè)，而來(lái)自加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的研究人員已經(jīng)設(shè)計(jì)出一種比傳統(tǒng)技術(shù)快五倍的生產(chǎn)3D打印電子產(chǎn)品的方法。 2月，高精度微型點(diǎn)膠機(jī)制造商nScrypt成功地為3D打印電子產(chǎn)品微量分配了一致的50微米焊料和膠點(diǎn)，這可以為將焊料點(diǎn)直接且精確地打印到平坦和不規(guī)則形狀的電子板上鋪平道路。
最近，3D打印機(jī)制造商Azul 3D與電子公司杜邦合作將“下一代3D打印技術(shù)”引入電子材料行業(yè)，麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)和人工智能實(shí)驗(yàn)室的研究人員開發(fā)了一種名為“ MorphSensor”的新穎3D設(shè)計(jì)環(huán)境，專為3D打印而設(shè)計(jì)的定制零件，同時(shí)兼顧了電子功能和機(jī)械功能，德國(guó)電子3D打印公司Neotech AMT與漢堡大學(xué)開展了一項(xiàng)聯(lián)合項(xiàng)目，以開發(fā)AI驅(qū)動(dòng)的3D打印電子產(chǎn)品質(zhì)量保證系統(tǒng)。
圖片顯示了Nano Dimension的DragonFly LDM 3D打印技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。通過(guò)Nano Dimension拍攝。
來(lái)源：中國(guó)3D打印網(wǎng)
如有侵權(quán)，請(qǐng)及時(shí)聯(lián)系刪除！
郵箱： wangli@keyscien.com
電話：13206432890
13206432890
高經(jīng)理
