一家名為“AgIC”的創(chuàng)業(yè)公司近日登陸Kickstarter眾籌平臺(tái)進(jìn)行融資，該公司試圖通過(guò)免除在電路試驗(yàn)板上焊接線路，簡(jiǎn)化制作電子設(shè)備原型的過(guò)程。

AgIC將用于印刷電路板的Ex13D打印機(jī)和CircuitScribe導(dǎo)電油墨筆結(jié)合起來(lái)，向用戶提供一整套工具，令其可以將家用噴墨式打印機(jī)變成采用導(dǎo)電油墨的電路板打印機(jī)。

AgIC還在開(kāi)發(fā)一種油墨，能在毛筆中使用，這樣，用戶就能以類似CircuitScribe圓珠筆運(yùn)作的方式一樣，在紙上畫出電路。AgIC的主要目標(biāo)是，通過(guò)一款售價(jià)299美元的套件，將噴墨式打印機(jī)變成PCB（印刷電路板）打印機(jī)。

這個(gè)套件包括：

3個(gè)過(guò)濾器、3個(gè)注射器、25毫升導(dǎo)電銀納米粒子墨、20張?zhí)刂沏~版紙（A4）、三個(gè)導(dǎo)電膠注射器、1個(gè)優(yōu)質(zhì)導(dǎo)電記號(hào)筆以及3個(gè)導(dǎo)電膠帶。

這個(gè)套件還包括以下開(kāi)發(fā)者組件，以便他們能在打印導(dǎo)電蹤跡上制作電路板：

4個(gè)表面安裝式集成電路插座、2塊電池和安裝盒、2個(gè)微控制器（LPC1114FN28）、4個(gè)表面安裝式滑動(dòng)開(kāi)關(guān)、50個(gè)以上的晶片電阻器、50個(gè)以上的芯片LED以及1個(gè)表面安裝式針頭。

AgICDIY套件購(gòu)買者必須自己擁有自己的噴墨式打印機(jī)，以便能轉(zhuǎn)化為電路板打印機(jī)。AgIC還建議用戶購(gòu)買一個(gè)噴墨式打印機(jī)子集，它們能很好地支持專用注射工具。另外，用戶還被推薦購(gòu)買一種新型噴墨式打印機(jī)，而不是使用實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)打印的現(xiàn)有打印機(jī)——避免清洗打印機(jī)系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)墨水。

AgIC還有一個(gè)售價(jià)599美元的全套工具，其中包括噴墨式打印機(jī)，這套工具還裝上了導(dǎo)電墨水，可以隨時(shí)打印。盡管這個(gè)AgIC套件比DIY套件貴很多，但依舊比Ex1PCB打印機(jī)（在Kickstarter眾籌平臺(tái)上售價(jià)1499美元起）便宜了不少。

但是，Ex1PCB打印機(jī)提供基于各種材料的打印服務(wù)，如木材、玻璃、塑料——而不僅僅是紙。另外，Ex1PCB開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)還在開(kāi)發(fā)一款軟件，讓用戶可以更容易針對(duì)打印及更具體的產(chǎn)品設(shè)計(jì)電路。相比之下，AgIC團(tuán)隊(duì)則完全專注于打印機(jī)硬件產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，建議人們使用AdobeIllustrator、CorelDraw等現(xiàn)有繪畫和打印軟件來(lái)設(shè)計(jì)電路。

AgIC尋求在Kickstarter平臺(tái)上融資3萬(wàn)美元，用以將其套件和油墨推向市場(chǎng)。迄今為止，AgIC已經(jīng)募集資金2.5萬(wàn)美元，由于距截止日期還有26天時(shí)間，因此實(shí)現(xiàn)融資目標(biāo)應(yīng)該不成問(wèn)題。該公司計(jì)劃在今年八月份將其組件及油墨筆送至支持者手中。

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導(dǎo)體墨水誕生后，普通噴墨打印機(jī)也能在幾分鐘時(shí)間內(nèi)完成柔性電路板的制作，讓柔性可穿戴設(shè)備的研發(fā)速度和成本成倍改善。

在這個(gè)幾乎家家都有平板電腦的時(shí)代，買一臺(tái)噴墨打印機(jī)有什么用？打印工作文件、幫孩子準(zhǔn)備資料、偶爾打兩張照片，最終可能只是放著落灰?；蛘?，按照幾位大學(xué)研究人員的想法，它也可以成為個(gè)性化生產(chǎn)的重要組成部分。

來(lái)自佐治亞理工學(xué)院、東京大學(xué)和微軟(37.9,-0.25,-0.66%)研究院的多位研究人員最近找到了一種快速開(kāi)發(fā)電子設(shè)備的技術(shù)，能夠直接通過(guò)家用噴墨打印機(jī)制作電路板。

搭配低價(jià)3D打印機(jī)和激光切割技術(shù)所制作的外殼，這種技術(shù)有望進(jìn)一步降低硬件創(chuàng)業(yè)的研發(fā)門檻，幫助創(chuàng)業(yè)者快速實(shí)踐想法、改進(jìn)設(shè)計(jì)，最終帶來(lái)創(chuàng)新的智能玩具或者可穿戴設(shè)備。

隨便拆開(kāi)一臺(tái)電腦或者手機(jī)，你都會(huì)看見(jiàn)一塊或者多塊PCB電路板。PCB電路板一般是綠色，但也常被處理成紅、藍(lán)、黑或者設(shè)計(jì)師想要的任何其它顏色。不論處理器的供電，還是各組件之間的信號(hào)傳輸，都通過(guò)這些小板子上印著的金屬線完成。它們往往在巨大的車間里由專業(yè)的設(shè)備批量生產(chǎn)完成。

大規(guī)模生產(chǎn)開(kāi)始前，開(kāi)發(fā)者需要先制作幾塊電路板來(lái)測(cè)試設(shè)計(jì)，然后根據(jù)測(cè)試結(jié)果修改設(shè)計(jì)。這個(gè)過(guò)程被稱為打樣或者原型制造。

大學(xué)實(shí)驗(yàn)課和產(chǎn)品研發(fā)最初階段常用面包板打樣。用戶在一塊密布接口的白板上插入電線、傳感器、電阻等元件，模擬最終電子產(chǎn)品的表現(xiàn)。在面包板上改動(dòng)設(shè)計(jì)非常方便，但它的體積巨大，而且可靠性和性能也和成品不符，開(kāi)發(fā)者遲早還是得在PCB印刷電路板上打樣。

為了幫助創(chuàng)業(yè)者和研究人員快速生產(chǎn)電路板，有公司提供了在線提交設(shè)計(jì)，生產(chǎn)完成后快遞給用戶的服務(wù)。但這樣的生產(chǎn)模式至少需要一天以上才可能拿到電路板，嚴(yán)重拖慢了產(chǎn)品的研發(fā)速度，改兩次設(shè)計(jì)就需要一周時(shí)間。

隨著3D打印機(jī)和激光切割機(jī)成本的下降，硬件創(chuàng)業(yè)者已經(jīng)能夠在一天時(shí)間內(nèi)嘗試多種不同的外殼設(shè)計(jì)。PCB電路板漫長(zhǎng)的加工周期已經(jīng)成為創(chuàng)業(yè)型硬件產(chǎn)品設(shè)計(jì)之初的一個(gè)短板。

“我們認(rèn)為應(yīng)該帶來(lái)一種快速打樣、定制PCB板的方法，”佐治亞理工學(xué)院交互計(jì)算機(jī)學(xué)院教授格雷戈里·阿寶德(GregoryAbowd)認(rèn)為這種技術(shù)應(yīng)該更快更便宜，“便宜到任何想要實(shí)踐的人都能負(fù)擔(dān)的地步。”

材料科學(xué)方面的最新突破讓阿寶德的想法成為可能。三菱研究人員武宣芳樹(shù)發(fā)明了一種不需要高溫處理，干燥后經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生導(dǎo)電性的導(dǎo)體墨水。它將直徑小于0.1微米的銀納米粒子溶解于含有聚合物膠乳的特殊溶劑，墨水干燥后數(shù)秒便會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)電性。

為了確保導(dǎo)體墨水能夠順暢地從打印機(jī)的噴嘴噴出，三菱對(duì)墨水粘度、表面張力、揮發(fā)性和顆粒尺寸進(jìn)行了優(yōu)化，批量生產(chǎn)的版本每100毫升售價(jià)2萬(wàn)日元。用作電路板打印時(shí)，1毫米寬的電路每米平均5美分，成本并不高。

研究人員在多款家用噴墨打印機(jī)上測(cè)試了這種導(dǎo)體墨水，發(fā)現(xiàn)出墨量較大的噴墨打印機(jī)都能正常使用，最便宜的一款不到100美元。研究人員用針管將導(dǎo)體墨水注入干凈的空墨盒。為避免漂浮物混入墨水影響導(dǎo)電性，注入過(guò)程中需要使用一次性過(guò)濾管。

導(dǎo)體墨水需要紙張有較低的電阻，同時(shí)還得避免墨水?dāng)U散以保證導(dǎo)電性。表面處理是必需的，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)光面照片打印紙、透明的PET塑料膠片都能滿足電路打印需求。這些材料都是柔軟、可彎曲的，適合柔性可穿戴電子設(shè)備的研發(fā)。這是一般PCB板定制服務(wù)所無(wú)法提供的。

電路打印本身并不需要特殊的軟件，開(kāi)發(fā)者只要將設(shè)計(jì)好的電路圖轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣圖片即可使用。但打印出來(lái)的電路厚度不能太薄，太薄就無(wú)法確保導(dǎo)電性。因此打印時(shí)得選擇照片模式，此時(shí)打印機(jī)會(huì)將青、紅、黃三塊區(qū)域的導(dǎo)體墨水混在一起組成黑色，出墨量高于只使用黑墨盒的文字模式。

研究人員發(fā)現(xiàn)，噴墨打印而來(lái)的電路板的電阻會(huì)隨著時(shí)間的流逝而變化，在7個(gè)月后會(huì)增加15%。這是銀納米粒子氧化之后的結(jié)果，會(huì)影響電路板的長(zhǎng)期使用。解決方案也很簡(jiǎn)單，直接用家用照片塑封機(jī)在電路板上壓一層薄膜便可以有效阻止氧化。

電路板只是基礎(chǔ)而已，打印完成以后的下一步是安裝處理器、電阻、傳感器之類的元件。傳統(tǒng)PCB板的元件都通過(guò)焊接的方式固定上去，非常牢固。但焊接需要至少180℃的高溫，會(huì)破壞電路板底部的紙張并影響已經(jīng)凝固的電路。

研究人員找到的解決方法是通過(guò)導(dǎo)電銀膠粘住元件，這是最牢固的安裝方法。在65℃的烘箱里，導(dǎo)電銀膠能夠在十幾分鐘時(shí)間里固定元件。此外3M生產(chǎn)的導(dǎo)電雙面膠，也能用于固定元件。

除了電路板本身，開(kāi)發(fā)者也可以直接噴墨打印出簡(jiǎn)單的天線，甚至觸控傳感器。比如在兒童玩具上加裝觸控按鈕，在感受觸摸后播放音樂(lè)。這類天線和傳感器的打印成本往往只有數(shù)十美分。

電子電路板生產(chǎn)是一個(gè)龐大的市場(chǎng)，去年產(chǎn)值94億美元。施樂(lè)實(shí)驗(yàn)室(PARC)也進(jìn)行了類似的嘗試，在今年推出了一種名為銀彈(SilverBullet)的導(dǎo)電墨水，能夠直接在塑料片上打印電路。打印完成后的塑料電路板需要以150℃的高溫加熱數(shù)小時(shí)才能安裝元件。此外施樂(lè)的新材料需要使用來(lái)自富士等公司的工業(yè)級(jí)打印機(jī)，造價(jià)通常超過(guò)5萬(wàn)美元。

相比施樂(lè)的專用噴墨打印設(shè)備，佐治亞理工學(xué)院的解決方案只要300美元，打印速度也更快。

1988年，施樂(lè)實(shí)驗(yàn)室首席科學(xué)家馬克·韋澤(MarkWeiser)提出普適計(jì)算的概念—大量可穿戴設(shè)備、平板設(shè)備和大屏幕交互設(shè)備的誕生將把計(jì)算機(jī)帶入用戶周遭的一切。韋澤的預(yù)言已經(jīng)在逐漸變成現(xiàn)實(shí)。

參與該項(xiàng)目的東京大學(xué)助理教授川原弘相信自己的研究正是通向普適計(jì)算的重要一步。今年普適計(jì)算大會(huì)上，川原弘發(fā)表了一篇論文詳細(xì)講述即時(shí)噴墨打印電路技術(shù)的細(xì)節(jié)和前景。他在論文里寫道：“研究中用到的所有材料都是市面上可以直接買到的物品，你可以直接在家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種方法能夠以極低的成本打印電路板、傳感器和天線，帶來(lái)很多新機(jī)遇。”