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加州大學用3D打印機打印無線標簽 用于牛奶鮮度檢測

作者:本站采編
來源:技術(shù)在線
日期:2015-07-23 16:25:21
摘要:美國加州大學伯克利分校(UCB)與臺灣新竹交大宣布,利用3D打印機制作了可以掌握牛奶鮮度的牛奶盒蓋“smartcap”。論文發(fā)表在《Microsystems&Nanoengineering》上。

  美國加州大學伯克利分校(UCB)與臺灣新竹交大宣布,利用3D打印機制作了可以掌握牛奶鮮度的牛奶盒蓋“smartcap”。論文發(fā)表在《Microsystems&Nanoengineering》上。

   加州大學用3D打印機打印無線標簽 用于牛奶鮮度檢測

  照片和圖由Sung-YuehWu提供

  在盒裝牛奶的盒蓋中形成的電路概要。在盒內(nèi)有牛奶的狀態(tài)下稍微晃一下牛奶盒,牛奶就會流入盒蓋的電容器之間,成為電容器的“介電體”。

  利用此次的技術(shù)在樹脂中試制的無源元件群。左起依次為電阻器、電感器、電容器、三維LC電路。中間的是1美分硬幣。前面的試制品中的“BSACCal”是BerkeleySensorandActuatorCenter,UniversityofCalifornia(加州大學伯克利分校傳感器和執(zhí)行器中心)的縮寫。

   加州大學用3D打印機打印無線標簽 用于牛奶鮮度檢測

  攝影:Sung-YuenWu

  該盒蓋作為一種無線標簽發(fā)揮作用。具體來說,在盒蓋上形成了由電容器和電感器構(gòu)成的共振電路,電容器的電極之間積存的牛奶,作為電容器的介電體工作。從外部的無線標簽讀取器接收到電波后,共振頻率會隨著當時的牛奶狀態(tài)變化,由此掌握牛奶的鮮度。

  將盒裝牛奶放在22攝氏度的室內(nèi),36小時內(nèi)細菌會增加,因此共振頻率會降低4.3%。但如果保存在內(nèi)部溫度為4攝氏度的冰箱里,36小時之后,共振頻率也只降低0.12%。不單單是牛奶,只要是液狀食品都可以利用該方法檢查。

  打印后“注入”電路

  以前,3D打印機大多采用材料不通電的樹脂,利用3D打印機制造電氣布線的案例比較少。此次,UCB等首先采用樹脂和蠟,用3D打印機“印刷”了包含電路圖案的盒蓋。然后去除蠟,在其中注入銀(Ag)墨,形成了布線、電極、電容器和電感器等。

  目前存在制造成本的課題,不過“量產(chǎn)的話,最終成本能降到完全可用于食品包裝的程度”(UCB機械工程系教授、伯克利傳感器和執(zhí)行器中心聯(lián)席主任林立偉)。無線標簽讀取器還可以利用手機等,“用手機就能檢測店鋪貨架上的食品鮮度”(林立偉)。

  不過,林立偉認為用3D打印機制作手機等復雜的系統(tǒng)整體比較困難?!肮烙嬘?D打印機應對目前的電子電路的微細化非常困難。尤其是用3D打印機制作集成電路,光從成本上看就很困難。不過,需要定制的元件則有很大的可能性”(林立偉)。

  林立偉具體列舉了血壓計及肌電傳感器等體內(nèi)植入用元件等,稱正在推進研究開發(fā)。

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