增材制造处理制造的装置、制造物品的方法和装置制造方法及图纸

增材制造处理制造的装置、制造物品的方法和装置。一种具有气体填充密封腔的增材制造的装置，该气体填充密封腔包括至少两个增材制造的阴极和与该阴极隔开的增材制造的阳极，使得阴极中的至少一个与阳极之间被激励的气体的连续放电在阳极处提供对应于阴极中的两个阴极处的电输入信号的布尔函数输出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及逻辑门的制造。具体地，本专利技术涉及包括与物品的构架集成的3D打印逻辑门的3D打印物品的制造。
技术介绍
增材制造是通过材料被分层、粘附、结合或以其它方式连续淀积直到形成立体物为止的增材处理、根据模型(诸如数字模型)制造三维立体物的处理，其类型中的一种被称为三维(3D)打印。这种方案和用自身可以被加工、浇铸或成型的零件组件来形成物品的传统制造技术形成对照。相比于传统制造技术，增材制造提供很多优点，包括技术优点和商业优点。技术上，增材制造允许三维物体的几乎任意结构由越来越多种的材料(包括塑料、金属以及陶瓷)来创建。因为制造的叠层方案能够产生复杂的结构，所以结构可以包括复杂的特征，甚至在内部。叠层方案产生比传统方案少的浪费，提高了制品之间的一致性，在需要最低设施的情况下提高了从初始设计的制造速度，具有新型结构和形状以及材料的新组合的优点。商业上，相比于传统制造技术，增材制造提供显著的成本节约，特别是在要制造的多个制品较小的情况下。例如，原型、概念验证、备品备件以及偏远位置或远程处所中(诸如在海上或在空间轨道内)制造的物品使用增材制造以低成本容易地生产。因为三维物品可以较快且在不定制或定做装置或生产线的情况下根据三维设计来生产，所以制造速度也是优点。增材制造涵盖若干方案。挤出淀积为增材制造的方案，其中借助于可移动挤出机(“打印头”)；可移动台或支撑物；或这两者以受控方式挤出材料珠子。所挤出的珠子快速硬化，以形成物品的一层或一部分，上面可以发生另外的挤出。这样，物品通过增材逐步建造。另选方案是颗粒材料的选择性熔化，诸如或金属或聚合物的选择性烧结或融化。使用这种方案，使用例如对流热、激光束或电子束来将颗粒材料成层地淀积并选择性地烧结、融化或粘接。选择以分层的模式基于物品的三维模型来进行。这样，这样，物品通过增材逐步建造。因为增材制造不适于从许多不同的材料制造复杂的现代电子部件，所以将增材制造用于生产电气或电子器件受到严重限制。虽然增材制造已经在具有与用于电气连接的沟槽或路线组合的部件插座和互连件的平面电路板布局的打印中获得应用，但当前在增材制造处理之后存在对电气和电子部件的布置、安装和/或组装的要求。对制造后组装和/或安装的该要求具有的显著缺点在于部件位置、插座以及路线在增材制造的产品中必须可取得。因此，准确生产复杂、内部化且潜在地不可取得的结构的增材制造的巨大有益特性在电子领域中被完全丢掉了。此外，对制造后组装和/或安装的要求带来了额外制造步骤的负担，这显著损害了增材制造的优势。由此，将有益的是在没有上述缺点的情况下使用增材制造方法生产电子器件。
技术实现思路
因此，在第一方面中，本专利技术提供了一种具有气体填充密封腔的3D打印装置，该气体填充密封腔包括至少两个3D打印阴极和与所述阴极隔开的3D打印阳极，使得所述阴极中的至少一个阴极与所述阳极之间激励的所述气体的连续放电在所述阳极处提供对应于所述阴极中的两个阴极处的电输入信号的布尔函数输出。由此，本专利技术的实施方式提供通过增材制造处理生产三维物品。这种制造处理的使用允许凭借物品的构架内的有源和/或逻辑门电子部件(诸如二极管、三极管以及逻辑门)的集成来生产具有潜在复杂内部特性的三维物品。由于作为物品制造处理的一部分的有源电子部件的生产和集成，所以不存在对电子部件的生产后组装或安装的要求。由此，具有所安装的电子部件物品的制造可以与物品的实际三维结构的制造同时发生。这使制造处理摆脱了电子部件的生产后组装和安装的考虑(诸如需要用可接入集成接口等进行的多零件制造的现有技术的负担方法)。进一步的，制造的成本由于增材制造处理的使用而显著降低，特别是在诸如在原型设计或概念验证制造的需要少量物品的情况下，或在远程位置或不可访问的位置(诸如在轨道内或太空中)。由于不存在增材部件和/或附件，在三维物品的构架内包括逻辑门电子部件减轻了物品的总重。此外，在将电子部件嵌在物品内(诸如在内部在物品内的察觉不到的、无法觉察的和/或不引人注目的位置)情况下可以使物品更流线型。在有源电子部件嵌在物品中的情况下，可以使部件免受暴露于诸如水分或空气这样的流体。增材制造生产微米尺度的物品的能力提供了各种各样的应用中的潜在“智能的”(从包括电子部件的意义上说)物品，应用包括：嵌在蜂窝电话外壳或盖内的电子产品、嵌在电缆护套内的电子产品；嵌在织物或服装内的电子产品；嵌在其他器件(诸如消费者或娱乐器件)的外壳、盖、壁或其他结构元件内的电子产品；备品备件中的电子产品等)对制造后组装或安装的电路和部件位置的可取得性的要求的去除显著重新定义了如何在制品中设计并实现电路和电子器件。本专利技术的实施方式在没有对于单个部件或连接的可取得性的要求的情况下提供有源和/或逻辑电子部件和它们之间的连接的真实三维结构。这增大了物品的有效使用空间或容量，并且潜在地提供在适当情况下利用处于控制下的同一器件的电路重新使用有源电子部件。竖直互连件可以提供三维处理元件(诸如电子部件和电路的立方体或其他三维结构)。电子部件的分层架构可以用多层有源电子部件在单个三维物品内生产。公共服务(诸如供电、电力耗散、热能的耗散等)可以经由被包括为增材制造处理的一部分的服务层中的层(诸如用于电源的金属层或用于散热或传热的多层热高效传导材料)来提供。可相信地，可以提供作为增材制造处理的一部分而制造的通道和导管用于流体(诸如冷却剂或气体)连通，以进一步向电子部件提供服务(诸如来自物品内部的热(诸如由有源电子部件产生的热)的传递)。使用热离子和连续放电逻辑电子部件的具体优点是这种部件相比于硅等同物(诸如硅晶体管)优点。根据本专利技术的实施方式的增材制造的部件具有显著的鲁棒性并提高了的模拟信号传输特性。优选地，装置还包括3D打印的稳定电阻器，该稳定电阻器作为电耦接到所述阳极以使所述连续放电稳定的电阻材料。优选地，所述气体的所述连续放电作为电弧发生。优选地，所述腔包括两个阴极，使得所述布尔函数为或(OR)函数。优选地，所述阳极为输出阳极，并且所述至少两个阴极包括：被隔开成与所述输出阳极相对的控制阴极；和经由通过3D打印的电信号路径接收所述输入信号的第一输入阴极和第二输入阴极，所述装置还包括各被隔开成与所述输入阴极中的相应一个输入阴极相对的至少两个释放阳极(drainanode)，其中，所述控制阴极和所述输出阳极之间的势差激励连续放电，而允许电流在所述控制阴极与所述输出阳极之间流动，其中，所述输入阴极中的一个输入阴极与相应释放阳极之间的势差不足以造成连续放电的偏转，而允许电流经由所述输出阳极流动，并且其中，所述输入阴极这两者与相应释放阳极之间的势差足以造成所述连续放电的偏转，而防止电流经由所述输出阳极流动，使得所述阳极处的所述布尔函数输出对应于对所述输入阴极处的所述输入信号的逻辑与非(NAND)运算。优选地，穿过所述控制阴极和所述输出阳极的轴线大致垂直于所述第一输入阴极与相应释放阳极之间的轴线，并且还垂直于所述第二输入阴极与相应释放阳极之间的轴线。优选地，所述装置还包括3D打印的电路。因此，在第二方面中，本专利技术提供了一种3D打印物品，该3D打印物品包括根据上述3D打印装置中的一个或更多个3D打印装置作为所述物品的构架内的与非(NAND)门，其中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，该装置使用增材制造处理制造并且具有气体填充密封腔，该气体填充密封腔包括至少两个阴极和与所述阴极隔开的阳极，使得在所述阴极中的至少一个阴极与所述阳极之间激励的所述气体的连续放电在所述阳极处提供与所述阴极中的两个阴极处的电输入信号对应的布尔函数输出，其中，所述阴极和所述阳极与所述装置一起增材制造。

【技术特征摘要】
2015.06.24 EP 15275161.61.一种装置，该装置使用增材制造处理制造并且具有气体填充密封腔，该气体填充密封腔包括至少两个阴极和与所述阴极隔开的阳极，使得在所述阴极中的至少一个阴极与所述阳极之间激励的所述气体的连续放电在所述阳极处提供与所述阴极中的两个阴极处的电输入信号对应的布尔函数输出，其中，所述阴极和所述阳极与所述装置一起增材制造。2.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括通过增材制造的稳定电阻器，该稳定电阻器作为用于使所述连续放电稳定的电耦接到所述阳极的电阻材料。3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述气体的所述连续放电作为电弧发生。4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其中，所述腔包含两个阴极，使得所述布尔函数为OR函数。5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其中，所述阳极为输出阳极，并且所述至少两个阴极包括：被隔开成与所述输出阳极相对的控制阴极；和经由通过增材制造的电信号路径接收所述输入信号的第一输入阴极和第二输入阴极，所述装置还包括各被隔开成与所述输入阴极中的相应一个输入阴极相对的至少两个释放阳极，其中，所述控制阴极和所述输出阳极之间的势差激励所述连续放电，而允许电流在所述控制阴极与所述输出阳极之间流动，其中，所述输入阴极中的一个输入阴极与相应释放阳极之间的势差不足以造成所述连续放电的偏转，而允许电流经由所述输出阳极流动，并且其中，所述输入阴极这两者与相应释放阳极之间的势差足以造成所述连续放电的偏转，而防止电流经由所述输出阳极流动，使得在所述阳极处的所述布尔函数输出对应于对所述输入阴极处的所述输入信号的逻辑NAND运算。6.根据权利要求5所述的装置，其中，穿过所述控制阴极和所述输出阳极的轴线大致垂直于所述第一输入阴极与相应释放阳极之间的轴线，并且还垂直于所述第二输入阴极与相应释放阳极之间的轴线。7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其中，所述装置还包括通过增材制造的电路。8.一种3D打印物品，该3D打印物品包括根据权利要求4至6中任一项所述的装置中的一个或更多个作为在所述物品的构架内的NAND门，其中，所述NAND门被设置为形成任意数量个以下各项中的一项或更多项：OR逻辑门、NOT逻辑门、AND逻辑门、NOR逻辑门以及XOR逻辑门。9.一种制造具有集成逻辑门电子部件的物品的方法，该方法包括以下步骤：使用增材制造处理来：a)形成不导电基底；b)形成具有腔的不导电穿孔层；c)形成包括至少两个阴极的、在所述腔中隔开的导电阳极和阴极元件；d)淀积到各个所述元件的导电连接，该导电连接足以将电势差赋予在所述元件之间；e)在所述穿孔层的顶部形成不导电密封层以保持并密封所述穿孔层中的所述腔，其中，所述腔包含气体，并且其中，所述电势差足以在所述阴极中的至少一个与所述阳极之间激励所述气体的连续放电，以在所述阳极处提供对应于所述阴极中的两个阴极处的电输入信号的布尔函数输出。10.根据权利要求9所述的方法，其中，形成所述基底、穿孔层以及密封...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·加尼赫考克，
申请(专利权)人：英国电讯有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB