3D打印已經(jīng)不是什么新鮮的概念，這種技術開始被應用在模型制作、醫(yī)療電子、甚至是建筑行業(yè)當中。在最近，一部分科研人員實現(xiàn)了一項依托于3D打印的技術，成功打印出全球第一個3D打印電子元件。科研人員通過執(zhí)行一些簡單的3D列印（3D Printer），并利用了幾只普通的注射器就實現(xiàn)了3D打印的無線感測器。

加州大學柏克萊分校（University of California Berkeley）和臺灣國立交通大學（Taiwan’s National Chiao Tung University）協(xié)同合作，開發(fā)了一個設置在牛奶盒瓶蓋上的感測裝置，以便用來監(jiān)測牛奶是否變質(zhì)。加州大學柏克萊分校教授暨柏克萊感測器與執(zhí)行器中心（Berkeley Sensor & Actuator Center）副主任Liwei Lin聲稱，這是第一次向世人證明，任何人都可以透過3D列印印出基本電子元件。

“我們已展示透過3D列印制作的一個電阻、電感和電容，并且可以用來架構成一個被動無線感測器的電路。”Lin表示，“訣竅是在列印時采用聚合物（Polymer）限定所需的3D結構，并且用蠟作為犧牲材料，以定義被動元件何處需要保留或剃除，然后將蠟融化，再用注射器注射銀膏填補蠟融掉后形成的空缺。”

其他研究人員已使用導電聚合物印制3D電路，即如同一個電子元件，不過Lin表示，此種方法印出的元件效能，將永遠不如使用真正金屬作為導體的元件。Lin和他的同事也利用相同的技術制作打線（Wire）和孔洞（Via）以連接所有的元件到無線電阻-電感-電容（RLC）電路，當進行測試時，這個電路可實際運作。

用于概念驗證原型的3D列印解析度約為30微米，以及被用于填充電子元件和內(nèi)部互連的含銀粒子液體漿料。列印產(chǎn)生的被動電路用于嵌入式電感-電容槽時，共振頻率為530MHz，當牛奶變質(zhì)，會顯示4.3%的共振轉(zhuǎn)移。

3D打印食物腐敗檢測器

研究人員使用3D列印機制造食物腐敗檢測器（用于牛奶盒），制造的方式為用注射器注入金屬以實現(xiàn)電子元件。

透過輕輕搖動或旋轉(zhuǎn)牛奶盒，牛奶盒瓶蓋上的電容器頂板構成的感測器凹槽，會擷取到牛奶樣品（如下圖）。牛奶離開冰箱36小時后，和在冰箱冷藏的牛奶盒的諧振頻率改變只有微不足道的0.12%相比，前面所談的LC電路的諧振頻率會出現(xiàn)4.3%的變化。

前述的LC電路頻率是用一個手工繞線的射頻（RF）讀取線圈所測量，這個RF線圈為13圈的琺瑯，并用1.15毫米的線纏繞成一個30毫米直徑的核心。這個讀取線圈在3毫米的距離內(nèi)，連接到網(wǎng)路分析儀和感應耦合器，再到牛奶瓶蓋。

圖片顯示并標示出一系列利用3D列印出的電子元件，包括電阻、電感、電容和一個整合電感-電容共振器，還包括用3D列印的位于加州大學柏克萊分校的Sather Tower模型、CAL字樣及柏克萊感測器與執(zhí)行器中心的字母縮寫“BSAC”。

柏克萊感測器與執(zhí)行器中心從3D列印機移出原型，這也是該單位聲稱世界第一個用3D列印印出，且可真正工作的電子元件。

其他一起在這計畫中工作的研究人員還包括：實驗室研究員Chen Yang和由臺灣國立交通大學教授徐文祥指導的博士生吳松岳。

在接下來的研究中，研究者們將嘗試使用金屬材料來進行印制。對金屬部件的打印將使用一種能同時處理聚合物與金屬物的3D列印機，相信在不久的將來我們可以打印出可以完成不同任務的的植入性醫(yī)療設備。