可溶性3D打印电路板问世 终结电子垃圾?

打印派   2025-08-21 13:00:41

近日,由马里兰大学、佐治亚理工学院和圣母大学的研究人员共同研发的一项突破性技术——DissolvPCB,为电子废弃物难题提供了新的解决方案。该技术利用3D打印技术,制造出可完全回收的柔性电路板(PCB),其独特之处在于使用聚乙烯醇(PVA)作为水溶性基材,以及镓铟共晶合金(EGaIn)作为导电材料。

与传统由难以降解的玻璃纤维和环氧树脂制成的FR-4基板不同,当DissolvPCB电路板报废时,只需将其浸入水中。PVA基材会溶解,液态金属EGaIn会重新凝结成液滴,而电子元器件则保持完整,便于回收再利用。这种简单的回收过程使得电子废弃物的处理从依赖大型工业设施转变为可在小型实验室或创客空间中进行。

研究人员使用熔融沉积成型(FDM)3D打印机,利用PVA长丝打印出带有中空通道的电路基板,再将液态金属注入其中。为简化设计流程,团队还开发了一款FreeCAD插件,能自动将常见的KiCad电路设计文件转换为3D打印模型。

DissolvPCB不仅在环保方面表现出色,其性能也足以满足许多应用需求。测试显示,该电路板能稳定承载高达5A的电流,并支持高达10 MHz的高频信号。通过一项生命周期评估,研究表明,DissolvPCB在包括全球变暖潜力在内的多项环境指标上,均显著优于传统的CNC铣削FR-4电路板。

这项技术不仅实现了材料的高效回收,液态金属回收率高达98.6%,PVA回收率更达到99.4%,还展示了3D打印在推动循环制造和可持续发展方面的巨大潜力。这标志着未来电子产品生产可能不再是线性消耗模式,而是可以实现闭环循环,让电子元器件在不同设备间重复使用,从而有效缓解日益严重的电子垃圾危机。


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