在德国慕尼黑electronica展会期间，我参观了Rogers公司的展位，有幸聆听了新业务发展部经理Vitali Judin博士介绍备受推崇的Rogers公司如何利用新型高频材料来应对增材制造领域快速变化的需求。Rogers公司认为数字光处理（digital light processing，简称DLP）3D打印技术所能达到的制造速度和分辨率是使增材制造具有合理的可扩展性所必须的，他们与Fortify公司共同合作，实现了RF行业所需的加工一致性。这项经过调整的新技术有很多潜在的应用，Rogers公司希望能研发出一系列适用于增材制造技术及其他技术领域的材料。
Pete Starkey：很高兴能在本届electronica展会上同Vitali Judin博士探讨Rogers的一些新产品。Vitali，很高兴见到你，也谢谢你的热情款待。
Vitali Judin博士：上午好，Pete。谢谢你。我也很高兴能向你介绍新产品和研发成果。
Starkey：可以先介绍一下这些新产品的“新颖”之处吗？
Judin：我想先简要介绍一下Rogers的背景。Rogers公司是一家成熟的高频层压板和半固化片制造商。这次，我们开始真正涉足其他领域的材料。
Starkey：Rogers在业内久负盛名。
Judin：没错，尤其是在高频领域。去年年底，我们开始涉足增材制造领域。我们发现3D打印工艺在中批量生产和大批量生产方面有着巨大的潜力，于是我们想研发高频应用的专用材料来弥补这一需求缺口。这意味着什么？实现3D部件的3D打印方法有很多；其中最为人熟知的一种方法就是熔融沉积成型（fused deposition modeling，简称FDM），即通过融化单根热塑性塑料细丝，逐个像素地去创建部件。这个过程自然很费时间，所以我们想采用特定的技术去并行运行这些过程，从而更快速地生产出部件。这种技术就是DLP。
DLP即“digital light processing（数字光处理）”，用液体聚合物代替纤维，一次性同时构建整个平面。进行分解的话，就是用特定UV光来聚合结构。然后按Z字型移动在造的板材，用下一束光线来加工，这样就可以同时加工含有20、100或1000个部件的整块制造平面，使加工速度大幅加快。使用细丝通过FDM制造一个部件的时间，用DLP可以在单个生产运行中加工出100个甚至1000个部件，具体取决于透镜的尺寸。
Starkey：虽然这项技术已经问世多年，但你们采用新的化学物质对这项技术做出了调整，以满足这个领域的新需求。
Judin：没错。尽管这项技术并不新颖，但我们迈入了新的材料领域。在丝状材料领域，虽然有很多种适合高频应用的材料可以选择，但这些材料都不适合大批量生产。而且在DLP领域，没有合适的具有RF属性的材料。Rogers一直以生产稳定可靠的高频材料而闻名，所以我们研发出了一种名为Radix™的树脂材料，这是一种可以打印的介质，介电常数为2.8且损耗因数极低，确切地说，可以满足DLP技术的需求。
Starkey：是的，我了解你们非常擅长为不同应用选择适当的材料。这种结构适合什么样的应用？
Judin：如果想用DLP技术加工损耗非常低的材料，那就一定要使用一些特定的制造方法。Fortify是一家擅长处理高黏性、高填充陶瓷成分，以及高填充微粒子聚合物与树脂的公司，通过与他们合作，我们可以加工出特定的网状结构——格栅式结构。为了实现这一目标，通过精密控制引入材料中的空气比例，允许一些空气进入网状结构。
通过复制有一定比例空气的单元体，构建出低介电常数的隔离片。这些小的单元体具有人们熟知的拓扑结构，比如简单的立方单元体。还可以复制出螺旋体，如果改变螺旋体的内壁厚度，还可以形成理想的三维部件介电常数梯度。人们比较熟悉的例子就是龙伯透镜。龙伯透镜是一种球状物，从内向外由若干层介电常数不一样的材料组成。这种结构可以轻松形成高频透镜，而DLP技术让构建过程也容易了许多。采用传统方法构建这种结构非常难。
Starkey：我能想到会有多难。我们面前这些样品的蜂窝结构似乎就是经过了精确的工程设计，很好地控制了整个结构的几何图形。
Judin：没错。桌子上的这些部件就是低介电常数隔离片和其他类型的隔离片。也可以构建一些能够承载机械部件的机械结构，例如介电常数在1.15—1.2之间的天线贴片。这就是使用这种结构创建的——我们现在看到的就是螺旋结构。
Starkey：我们了解了这些材料的属性，以及用来创建这些结构的技术。接下来呢？创建出这些结构以后，要怎么加工呢？
Judin：在高频领域，可靠性、参数的一致性以及电量值是极其重要的因素。我们可以通过控制多孔的程度以及材料内的空气部分来创建螺旋结构，这一点对于部件最终有效的介电值至关重要。这就是我们要和Fortify合作的原因——他们有非常可靠的3D打印机，配备了专有的材料混合系统和极佳的软件。在他们的协助下，我们可以转化并控制介电常数值，从而将模拟的介电常数直接转化为空气与材料各占一定比重的结构。
Starkey：是的，材料本身并不是简单的聚合物，而是有填加剂的材料。
Judin：没错。
Starkey：一个很重要的技巧就是要保持填充剂分布的均匀性。
Judin：的确是这样。在打印部件时需要控制多个参数，如果没有很好地混合这些复合型聚合物材料，就可能出现物质沉淀等不良结果，导致打印出的部件前半部分和后半部分含有的颗粒成分不一致。需要很好地控制打印过程。有了Fortify的技术，再结合多年来我们在不同应用领域内累积的丰富经验，就可以很好地控制打印工艺。除了这些网状结构和低Dk结构以外，还可以加工出圆锥柱体等实心的树脂部件，甚至将金属化处理的结构放置在物体表面构建平面天线、保形天线或其他保形结构，所以这项技术还可以应用于很多其他领域。
Starkey：你们现在已经将这一理念向市场公开了吗？还是说仍然处于研发阶段？
Judin：眼前的这款材料是Radix 2.8 Dk可打印介质，已经可以在市场上购买到，可以扩大应用于航空航天和国防领域。虽然已经取得了很大进步，但我们和客户还需要互相引导。我们将为高频领域设计师的工具箱提供新型工具。在我们解释了初始步骤之后，客户立刻运行了仿真。
Starkey：没错。这是一种双向工程设计挑战。
Judin：的确如此。我们收到了一些问题反馈，之后需要再进行一些额外的测试。目前，我们处于整个学习曲线的后期阶段。我们做了很多有意思的评估，现在已经对自己的材料有了更深入的了解。Rogers公司的目标是研发出一系列具有不同介电常数的增材制造材料，目前我们在朝着这个目标不断努力。
Starkey：Vitali，这次采访让我受益匪浅，谢谢你为我详细介绍这些新产品，也谢谢你深入浅出地为我介绍研发这些新产品用到的方法和技术。
Judin：不客气，Pete。也谢谢你。
Starkey：谢谢。
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