3D打印模塊化智能手機(jī)？Facebook申請(qǐng)Building 8專(zhuān)利神秘之處

Building 8是在Facebook旗下運(yùn)營(yíng)的創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)室，最近發(fā)布了一項(xiàng)專(zhuān)利申請(qǐng)，名為“模塊化機(jī)電設(shè)備”。換句話說(shuō)，是一個(gè)模塊化的多功能智能手機(jī)，而且與3D打印密切相關(guān)。那么這個(gè)專(zhuān)利的神秘之處在哪里呢？

Facebook所申請(qǐng)的Building 8專(zhuān)利描述了模塊化機(jī)電裝置的各種實(shí)施情況。 模塊化的機(jī)電裝置包括底盤(pán)和可連接到底盤(pán)的多個(gè)功能模塊。 每個(gè)模塊都具有不同的功能，模塊化機(jī)電裝置的功能基于包括連接到機(jī)電裝置的不同功能模塊的功能屬性來(lái)定義，其中通過(guò)設(shè)置不同功能模塊連接到機(jī)電裝置的順序，以定義機(jī)電裝置的功能。

在智能手機(jī)和其他消費(fèi)電子產(chǎn)品以極快的速度更新?lián)Q代的時(shí)代，我們共同在體驗(yàn)新產(chǎn)品帶來(lái)的新鮮感的同時(shí)也產(chǎn)生了每年高達(dá)2000萬(wàn)噸的電子垃圾。即便不為了追趕潮流，我們也制造了大量的電子垃圾：一個(gè)破碎的屏幕并不意味著電子產(chǎn)品是過(guò)時(shí)的，但我們將電路與電子產(chǎn)品同時(shí)拋棄，同樣的原則可以應(yīng)用到許多消費(fèi)產(chǎn)品。

顯然Facebook看到了需要改變這一電子垃圾制造趨勢(shì)。這家社會(huì)化社交媒體巨頭與2016年收購(gòu)了Nascent Objects。

Nascent Objects的確足夠特別，在3D打印平臺(tái)的幫助下，Nascent Objects正在重新定義我們所用的小型電路的產(chǎn)品生命周期。通過(guò)重新將這些標(biāo)準(zhǔn)的電子產(chǎn)品的電路模塊化，通過(guò)Nascent Objects視頻中所展示的多個(gè)應(yīng)用程序，可以讓普通人也很方便的組合其所需要的家用電器的電路。Nascent Objects的市場(chǎng)領(lǐng)域并不狹窄：根據(jù)對(duì)我們生活中的600個(gè)電子消費(fèi)產(chǎn)品的研究表明，這些電子產(chǎn)品的電路可以通過(guò)15個(gè)基本模塊來(lái)組合而成，至少超過(guò)80%的電路是可以標(biāo)準(zhǔn)化的。

Nascent Objects設(shè)計(jì)的設(shè)備旨在為短期生命周期電子設(shè)備提供模塊化，提供適應(yīng)性更強(qiáng)的替代方案。現(xiàn)在Nascent Objects的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)融入到Facebook的Building 8創(chuàng)新研究實(shí)驗(yàn)室。Nascent Objects的團(tuán)隊(duì)成員現(xiàn)在正在構(gòu)思智能的模塊化機(jī)電設(shè)備，據(jù)說(shuō)至少包括揚(yáng)聲器模塊、麥克風(fēng)模塊、觸摸板、GPS模塊、顯示屏或溫度計(jì)功能模塊。

圖：Facebook專(zhuān)利中模塊化的電路設(shè)計(jì)

關(guān)于3D打印在Facebook的模塊化機(jī)電設(shè)備專(zhuān)利中的應(yīng)用，該專(zhuān)利提到“在一個(gè)實(shí)施例中，該裝置將具有由3D打印技術(shù)制成的單一結(jié)構(gòu)性底盤(pán)和功能性模塊。使得用戶(hù)可以將不同的功能模塊連接并交換到3D打印機(jī)箱，以獲得不同的設(shè)備的功能。

圖：Facebook專(zhuān)利中3D打印將模塊與數(shù)據(jù)相連，609代表3D打印機(jī)

正如專(zhuān)利摘要所示，“模塊化機(jī)電裝置包括底盤(pán)和可連接到底盤(pán)的多個(gè)功能模塊。每個(gè)模塊都有不同的功能。”

這樣就避免了原來(lái)封閉系統(tǒng)下的消費(fèi)電子設(shè)計(jì)帶來(lái)的局限，在封閉系統(tǒng)下硬件組件不能再被重新使用。因此，從消費(fèi)者的角度來(lái)看，傳統(tǒng)消費(fèi)電子產(chǎn)品的生命周期是昂貴和浪費(fèi)的，而Facebook希望改變這一局面。

國(guó)際上，不僅僅是谷歌、諾基亞，三星電子和LG電子全力研發(fā)屏幕可折疊的新型智能手機(jī)，包括華為、聯(lián)想在內(nèi)的國(guó)內(nèi)廠商也在另辟蹊徑，這里面很難說(shuō)沒(méi)有用到3D打印技術(shù)。

關(guān)于3D打印技術(shù)在智能手機(jī)方面的應(yīng)用，根據(jù)谷歌2017年的專(zhuān)利《Method and Assembly for Additive Manufacturing》，利用增材制造方法制造薄壁結(jié)構(gòu)（例如，外殼或外殼）到打印床上，在打印過(guò)程中涉及到打印支撐部分以及打印完成后對(duì)支撐部分的處理，每個(gè)支撐件可以是單件，也可以是多個(gè)互鎖部分，并具有不粘或紋理的表面。這些材料可以是聚四氟乙烯、特氟龍、鋁、不銹鋼、陶瓷等。谷歌專(zhuān)利中所用的增材制造包括FDM熔融擠出技術(shù)、SLS選擇性激光燒結(jié)技術(shù)、SLA光固化技術(shù)、以及多噴頭3D打印技術(shù)。

根據(jù)諾基亞的專(zhuān)利《Wireless portable electronic device having conductive body that functions as a radiator》，該專(zhuān)利主要是關(guān)于無(wú)線便攜式電子裝置的設(shè)備制造，電子裝置包括由導(dǎo)電材料形成的主體，主體包括內(nèi)腔和開(kāi)口。還包括設(shè)置在內(nèi)腔中的接地平面和電磁耦合，天線可以是環(huán)形天線和單極天線。導(dǎo)電性也可以由非導(dǎo)電材料制成，例如導(dǎo)電的金屬化技術(shù)。除了導(dǎo)電主體，電子裝置還包括一個(gè)殼體和蓋子。

除了手機(jī)廠商發(fā)力，手機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈也出現(xiàn)了不少令人耳目一新的技術(shù)。這其中就有GrafTech發(fā)明了一種具有柔性石墨襯底的柔性電路板（專(zhuān)利號(hào)US009546764），通過(guò)3D打印技術(shù)將介電層和導(dǎo)電層和更多的電子元件打印到柔性石墨基體上。GrafTech增強(qiáng)了在可反復(fù)扭轉(zhuǎn)、拉伸或彎曲的柔性材料上制造電子器件的實(shí)力，而柔性可彎折電子將成為目前印制電路板的潛在替代性產(chǎn)品，廣泛用于可折疊手機(jī)、各種穿戴設(shè)備以及車(chē)載系統(tǒng)。

美國(guó)聯(lián)邦政府通過(guò)國(guó)家制造業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)投入了7500萬(wàn)美元建立混雜柔性電子制造創(chuàng)新研究所(Flexible Hybrid Electronics Manufacturing Innovation Institute (FHE-MII)以應(yīng)對(duì)電子產(chǎn)品變革面臨的各種挑戰(zhàn)。這其中活躍的典型的企業(yè)包括包括哈佛的Voxel8, 麻省理工的MultiFab，獲得GE和歐特克投資的Optomec，荷蘭TNO, 以色列的Nano Dimension。

電路板領(lǐng)域的3D打印明星企業(yè)Nano Dimension除了可以實(shí)現(xiàn)多層PCB板的快速原型制造，還可以實(shí)現(xiàn)在電路打印的過(guò)程中直接嵌入電子元件，在電子元件沒(méi)有完全封裝的情況下直接打印，為創(chuàng)建超薄的PCB板創(chuàng)造了條件，并且實(shí)現(xiàn)曲面的、可彎折的電路板打印。抓住電子領(lǐng)域即將發(fā)生的新的制造技術(shù)革命，

來(lái)源：3D科學(xué)谷

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