实地探访PCB电子电路3D打印厂商Nano Dimension总部

2022年4月20日，南极熊获悉，一名叫Sarah Saunders的编辑在以色列参观了3D打印电路板 (PCB)领导者Nano Dimension位于Ness Ziona的总部，他有很多的感想和大家来分享一下。

△Nano Dimension一楼。图片来自3DPrint

自 2016 年以来，Nano Dimension一直在发展壮大。它于2017年发布了工业级DragonFly 2020 Pro 电路3D打印机；一年后，开设了第一家3D打印电子服务工厂；又推出了DragonFly IV 3D打印机。

企业发展总监Julien Lederman在接待区与记者会面，然后从增材制造电子(3D打印)所在的区域开始参观。这些3D打印机需要使用两种材料，包括专有的导电和非导电材料，都是一楼的材料区开发的。

二楼是超精密增材制造系统（前身为Nanofabrica）3D打印机所在的地方；去年，更名为microscale AM，它专注于尺寸小至1微米的精密微型3D打印。这是Nano Dimension在增材制造领域的首次收购，正如Lederman介绍的那样，他们计划收购更多增材制造公司并“成为主导者”。

△Nano Dimension二楼一角。图片来自3DPrint

技术突飞猛进
在Nano Dimension收购Nanofabrica的同一周，它还收购了DeepCube，是一家实时、深度机器学习、人工智能公司。通过将DeepCube软件平台集成到现有和收购的解决方案中，此后可以实现“即时执行机器学习”智能工业解决方案的闭环。

“因此，我们除了收购了这些西方领先的公司之外，还为3D打印技术扩充了解决方案，”Lederman说。

我问Lederman，微型3D打印和其他收购如何融入Nano Dimension内部，整合起来？他们将瑞士电子组装设备制造商公司Essemtec的技术，添加到不断增长的产品组合中。作为增材制造电子(AME) 解决方案的一部分，为微芯片植入奠定基础。

△Sarah Saunders在Nano Dimensio内部拍摄的3D打印机照片。图片来自3DPrint

Nano Dimension还收购了总部位于英国的公GIS（Global Inkjet Systems），专注于喷墨技术——“现在已成为我们3D打印解决方案中的主要技术”。GIS在3D打印和图形艺术领域拥有数百名全球客户，并销售墨水输送系统、用于喷墨打印头的控制器电子设备，以及“将所有这些硬件组合在一起”的软件。这家被收购的公司拥有可观的业绩，成为理想的收购对象。然而，它的互补技术才是真正的核心驱动力，因为可以最大限度地提升自己的喷墨工艺。

Nano Dimension的CPO兼战略并购负责人Hanan Gino随后加入了交谈，他和Lederman向记者解释说，公司的投资为商业界提供了很好的案例。据这位高管称，下一代系统将首先专注于原型设计，然后是功能性PCB制造。最终目标是将解决方案出售给生产PCB的制造商。在战略收购方面，他们依然在寻找能够扩充自身3D打印解决方案的技术，以及同一领域的设备供应商，“这意味着横向整合”。

△Global Inkjet Systems在实验室环境中展示喷墨系统组件。图片来自Nano Dimesnion

快速增长的Nano Dimesnion
Gino解释说凭借他们“战略性收购”，他们正在快速增长。一年前他加入团队时，仅有80名员工，但经过四次收购，他们已经接近500人的规模。”

“我们自下而上建立了公司”，他告诉记者。“我们拥有出色的技术和敢于面对挑战的能力——我们希望彻底改变电子行业。

对于2D平面艺术领域可以通过眼睛来观察和欣赏，但对于3D而言，它需要添加功能的维度，3D打印应该是功能性的。所以，它非常非常复杂。

该公司还为不同的应用在不同的原料上投入了大量资金，因为他们相信每种应用都需要一种独特的材料。Gino表示，目前已与20家材料公司合作开发新原料，同时还开发了两大类导电油墨和电动油墨。

△采用Nano Dimension技术制成的3D打印电路板。图片来自Nano Dimesnion

未来还需要解决的问题
记者问到他们的DragonFly3D打印机，在一次打印过程中可以制作多少PCB。Gino表示，这取决于需要多少材料，以及产品的复杂性和所需的层数。但他给了一个大概的数字，并说“制造这种产品可能需要几十个小时”。

“我们正开发下一代产品，希望可以减少生产时间，”他说。“目标是在几个小时内制造出大量的PCB。”

Gino解释说，对于他们的一位重要客户（不能透露姓名），Nano Dimension帮助他们用单一解决方案替换了整个PCB生产线（过去由 70-100 个工序组成），这样做的好处是助于缩短产品上市的时间。该公司拥有多个研发中心，其中主要的一个在以色列，另一个在波士顿，一个在慕尼黑。

Nano Dimension拥有强大的现金流，并且已经从其他一些大牌公司挖来了尖端人才，比如亚马逊、3D Systems和PCB制造公司TTM等。“我们配备了合适的人员和合适的技术，”Gino 说。

△它的合资企业JAMES使用3D打印设计的电路设备

电子3D打印技术的优势
Gino表示，说到TTM，它是西方领先的PCB制造商。它也是Nano Dimension的合作伙伴之一，他们购买了三台DragonFly设备。他还提到了JAMES，它是与Hensoldt AG的合资企业，民用和军用传感器解决方案以及国防和安全电子产品的市场领导者。该公司的目标是开发一个众包平台，以让更多人参与3D设计。Nano Dimension还提供3D打印教育，提供不同类型的网络研讨会，还支持新型电子设计等。

在记者离开之前，Gino介绍了Nano Dimension技术的一些关键细节，首先指出强度和重量比以及内部架构。

他解释说：“3D打印微电子在多个方面与传统的PCB制造不同：它是环保的，没有任何有毒材料，它简化和数字化了制造过程，并且它可以制造以前前所未有的几何形状和复杂的设备。” “它实际上是一种多材料、多层3D，端到端的解决方案，可以一步生成整个电路，包括基板、导电迹线和无源元件。”

他还说，与传统的印刷电路板相比，“受到Z维度上的直角连接和PCB的物理限制”，但与3D打印微电子相比，你没有了这种顾虑。

“传统的 PCB 制造并不是真正的3D结构，而是2.5D，”Gino解释说。“实际上由多个2D层分别制造，然后通过电镀孔（通孔）相互连接。”

Gino告诉记者，传统PCB制造中最大的痛点是钻孔、电镀孔以及层与层之间的配准。3D打印可以克服这些问题，因为他们不需要钻孔。

“我们只打印图案本身，结合增材制造技术电镀孔，并在同一台打印机上打印所有层，因此我们不会遇到套准问题。“借助3D打印技术，我们的电子设计师能够最大限度地发挥设计的力量。”

△DragonFly IV 3D打印机。图片来自Nano Dimesnion

Gino表示，使用Nano Dimension的解决方案，“PCB上的焊盘可以从任何点直接连接到另一个点”，而不仅仅是通过通孔，通孔是用于连接不同层上的导体而不得已的办法。