3D打印模塊化智能手機？Facebook申請Building 8專利神秘之處

Building 8是在Facebook旗下運營的創(chuàng)新研究實驗室，最近發(fā)布了一項專利申請，名為“模塊化機電設備”。換句話說，是一個模塊化的多功能智能手機，而且與3D打印密切相關。那么這個專利的神秘之處在哪里呢？

Facebook所申請的Building 8專利描述了模塊化機電裝置的各種實施情況。 模塊化的機電裝置包括底盤和可連接到底盤的多個功能模塊。 每個模塊都具有不同的功能，模塊化機電裝置的功能基于包括連接到機電裝置的不同功能模塊的功能屬性來定義，其中通過設置不同功能模塊連接到機電裝置的順序，以定義機電裝置的功能。

在智能手機和其他消費電子產品以極快的速度更新換代的時代，我們共同在體驗新產品帶來的新鮮感的同時也產生了每年高達2000萬噸的電子垃圾。即便不為了追趕潮流，我們也制造了大量的電子垃圾：一個破碎的屏幕并不意味著電子產品是過時的，但我們將電路與電子產品同時拋棄，同樣的原則可以應用到許多消費產品。

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

Nascent Objects的確足夠特別，在3D打印平臺的幫助下，Nascent Objects正在重新定義我們所用的小型電路的產品生命周期。通過重新將這些標準的電子產品的電路模塊化，通過Nascent Objects視頻中所展示的多個應用程序，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的市場領域并不狹窄：根據對我們生活中的600個電子消費產品的研究表明，這些電子產品的電路可以通過15個基本模塊來組合而成，至少超過80%的電路是可以標準化的。

Nascent Objects設計的設備旨在為短期生命周期電子設備提供模塊化，提供適應性更強的替代方案�，F在Nascent Objects的團隊已經融入到Facebook的Building 8創(chuàng)新研究實驗室。Nascent Objects的團隊成員現在正在構思智能的模塊化機電設備，據說至少包括揚聲器模塊、麥克風模塊、觸摸板、GPS模塊、顯示屏或溫度計功能模塊。

圖：Facebook專利中模塊化的電路設計

關于3D打印在Facebook的模塊化機電設備專利中的應用，該專利提到“在一個實施例中，該裝置將具有由3D打印技術制成的單一結構性底盤和功能性模塊。使得用戶可以將不同的功能模塊連接并交換到3D打印機箱，以獲得不同的設備的功能。

圖：Facebook專利中3D打印將模塊與數據相連，609代表3D打印機

正如專利摘要所示，“模塊化機電裝置包括底盤和可連接到底盤的多個功能模塊。每個模塊都有不同的功能。”

這樣就避免了原來封閉系統(tǒng)下的消費電子設計帶來的局限，在封閉系統(tǒng)下硬件組件不能再被重新使用。因此，從消費者的角度來看，傳統(tǒng)消費電子產品的生命周期是昂貴和浪費的，而Facebook希望改變這一局面。

國際上，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，包括華為、聯想在內的國內廠商也在另辟蹊徑，這里面很難說沒有用到3D打印技術。

關于3D打印技術在智能手機方面的應用，根據谷歌2017年的專利《Method and Assembly for Additive Manufacturing》，利用增材制造方法制造薄壁結構（例如，外殼或外殼）到打印床上，在打印過程中涉及到打印支撐部分以及打印完成后對支撐部分的處理，每個支撐件可以是單件，也可以是多個互鎖部分，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。谷歌專利中所用的增材制造包括FDM熔融擠出技術、SLS選擇性激光燒結技術、SLA光固化技術、以及多噴頭3D打印技術。

根據諾基亞的專利《Wireless portable electronic device having conductive body that functions as a radiator》，該專利主要是關于無線便攜式電子裝置的設備制造，電子裝置包括由導電材料形成的主體，主體包括內腔和開口。還包括設置在內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。導電性也可以由非導電材料制成，例如導電的金屬化技術。除了導電主體，電子裝置還包括一個殼體和蓋子。

除了手機廠商發(fā)力，手機產業(yè)鏈也出現了不少令人耳目一新的技術。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（專利號US009546764），通過3D打印技術將介電層和導電層和更多的電子元件打印到柔性石墨基體上。GrafTech增強了在可反復扭轉、拉伸或彎曲的柔性材料上制造電子器件的實力，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品，廣泛用于可折疊手機、各種穿戴設備以及車載系統(tǒng)。

美國聯邦政府通過國家制造業(yè)創(chuàng)新網絡投入了7500萬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)以應對電子產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。

電路板領域的3D打印明星企業(yè)Nano Dimension除了可以實現多層PCB板的快速原型制造，還可以實現在電路打印的過程中直接嵌入電子元件，在電子元件沒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，并且實現曲面的、可彎折的電路板打印。抓住電子領域即將發(fā)生的新的制造技術革命，

來源：3D科學谷

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