在某些方面，我們似乎被電源所包圍。風(fēng)塔和太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)等替代能源點(diǎn)綴著整個(gè)景觀(guān)。盡管在下降，但燃煤發(fā)電廠(chǎng)仍在為發(fā)電提供能源。而且...依靠核裂變的發(fā)電廠(chǎng)繼續(xù)為大部分人口提供照明。

盡管這些電源無(wú)處不在，但另一個(gè)電源具有更大的潛力。當(dāng)氫原子融合在一起時(shí)，核聚變將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量。當(dāng)帶負(fù)電的電子與帶正電的原子核分離時(shí)，極高的溫度將氫從氣態(tài)變成等離子體。聚變過(guò)程的第一階段發(fā)生在帶正電的電子克服排斥性靜電力并彼此緊鄰的情況下。當(dāng)吸引力克服排斥力時(shí)，原子核融合在一起。

關(guān)于3D打印的知識(shí)：全部加起來(lái)

增材制造也使用融合，但方式大不相同。熔融沉積建模（FDM）由Stratysys的創(chuàng)始人開(kāi)發(fā)，其工作原理是將熔融的熱塑性長(zhǎng)絲層放置在預(yù)定的三軸路徑中。如果您使用過(guò)3D打印技術(shù)，那么您（很有可能）會(huì)使用FDM。與立體平版印刷一樣，FDM以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）模型開(kāi)始，該模型采用表面細(xì)分語(yǔ)言格式（.stl）或.obj文件格式進(jìn)行格式化，其中包括3D坐標(biāo)，紋理和其他對(duì)象信息。

嵌入在用于打印機(jī)的微處理器控件中的CAD處理軟件將CAD模型切成多層。然后，該軟件將計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為幾何代碼或G代碼編程語(yǔ)言，從而定義3D打印機(jī)擠出機(jī)可以用來(lái)構(gòu)建3D對(duì)象層的水平，垂直，深度（XYZ）和圓周運(yùn)動(dòng)。

軟件完成計(jì)算后，打印機(jī)中的加熱器會(huì)熔化熱塑性塑料。擠出機(jī)將熔融的熱塑性塑料通過(guò)噴嘴推入，并沿著軟件計(jì)算出的路徑推向構(gòu)建平臺(tái)。每層的厚度可以在0.1毫米至0.5毫米之間變化，具體取決于打印機(jī)和擠出機(jī)的類(lèi)型。由于壁厚和橫截面尺寸的限制，低成本打印機(jī)無(wú)法提供高級(jí)FDM打印機(jī)所見(jiàn)的分辨率或尺寸精度。

在冷卻和硬化之前，熔化的熱塑性塑料的每個(gè)連續(xù)層都與先前的硬化層融合。用于FDM打印的熱塑性塑料的類(lèi)型隨打印機(jī)的類(lèi)型而變化。用于精確設(shè)計(jì)的FDM打印機(jī)通常使用尼龍，熱塑性聚氨酯（TPU），聚對(duì)苯二甲酸乙二酯（PET）或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PETG）。成本更低的FDM打印機(jī)可以使用丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）或聚乳酸（PLA）作為打印介質(zhì)。

管理模型并邁向電子原型設(shè)計(jì)

每臺(tái)FDM打印機(jī)都包括一個(gè)擠出機(jī)，一個(gè)稱(chēng)為機(jī)架的支撐框架以及一個(gè)底板。低成本打印機(jī)具有剛性的笛卡爾框架，而其他FDM打印機(jī)則將擠出機(jī)連接到三個(gè)移動(dòng)臂上。FDM打印機(jī)僅從下至上構(gòu)建模型。塑料，鋁或玻璃構(gòu)建板具有水平方向，并在打印機(jī)完成一層并準(zhǔn)備從新層開(kāi)始時(shí)向下移動(dòng)。

FDM打印機(jī)通過(guò)用戶(hù)控件的組合來(lái)起作用，這些控件確定層的厚度，壁厚，3D模型的填充和支撐。層厚設(shè)置每個(gè)水平層的厚度，而零件的強(qiáng)度取決于壁厚。打印機(jī)產(chǎn)生的每個(gè)熱塑性層都等于一個(gè)特定厚度的外殼。壁厚控件指定用于形成模型壁的殼數(shù)。

填充控件使FDM打印機(jī)操作員可以調(diào)整3D打印部件內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。為了節(jié)省材料，操作員經(jīng)常選擇在零件內(nèi)部產(chǎn)生蜂窩結(jié)構(gòu)并控制用于形成蜂窩的材料量的設(shè)置。除了使用填充控件控制零件壁的強(qiáng)度外，FDM打印機(jī)還使用支撐功能來(lái)開(kāi)發(fā)支撐結(jié)構(gòu)，該支撐結(jié)構(gòu)作為模型的一部分進(jìn)行打印，并防止模型在加熱狀態(tài)下垂。模型冷卻后，操作員可以輕松卸下支撐結(jié)構(gòu)。

FDM印刷影響PCB設(shè)計(jì)

FDM和立體光刻技術(shù)等 3D打印技術(shù)的結(jié)合可以產(chǎn)生具有嵌入式導(dǎo)體的介電基板的原型模型。其他技術(shù)，包括激光直接寫(xiě)入（LDW）技術(shù)，通過(guò)使用激光創(chuàng)建復(fù)雜的走線(xiàn)圖案并將導(dǎo)電材料轉(zhuǎn)移到那些路徑上，對(duì)3D打印進(jìn)行補(bǔ)充。LDW和超聲增材制造（UAM）還可以沉積數(shù)字化制造嵌入式微電子零件所需的材料。

從PCB設(shè)計(jì)軟件開(kāi)始實(shí)施這些技術(shù)以進(jìn)行PCB設(shè)計(jì)，該軟件將機(jī)械和電子計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（MCAD和ECAD）的功能融合在一起。設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)可以使用該軟件來(lái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)規(guī)則和錯(cuò)誤檢查，以刺激增強(qiáng)型設(shè)計(jì)解決方案并加快開(kāi)發(fā)周期。