電化學沉積增材製造(ECAM)是一種完全不同的金屬3D列印技術，可生產出高質量零件，具有優秀的特徵解析度和經濟性，且可在高解析度下實現可擴充套件大規模生產。
1. 電化學增材製造的原理
以Fabric8Labs公司開發的電化學3D列印技術為例，它基於現有顯示技術構建了專用電極陣列，每個列印頭包含超過2億個微觀畫素，這些畫素由列印演算法單獨控制。它使用帶電金屬離子的液體溶液作為原料，列印過程中類似於DLP工藝，透過啟用列印頭上的畫素，可產生區域性電場，驅動金屬離子快速沉積到構建板上，透過調整列印頭上活動畫素的圖案或影象來實現複雜的幾何形狀沉積，閉環反饋迴路還可監控每個畫素的構建。利用基於陣列的列印方法，確保零件質量並能夠提供零件認證記錄。
Fabric8 Labs電化學增材製造原理
透過啟用整個列印頭的區域，可以同時構建多個高解析度零件，直接從印表機生產功能零件，無需昂貴的後處理及熱處理過程。
2. 為多行業帶來新的解決方案
由於金屬是以逐個離子的形式沉積的，這使得該工藝能夠產生極其精細的特徵，目前典型的層厚在10至50微米範圍內。該工藝尤其適合於列印純銅，因此成為小型、精細的冷卻板，熱交換器、射頻天線和類似裝置的有前景的新增材製造工藝。
電化學3D列印的80%陀螺結構填充的冷卻板
如今，半導體行業依賴於通常鍛造或車削工藝製造的冷卻板和其他冷卻裝置。這些工藝僅限於生產規則的翅片，這些翅片只能在一個方向上製作，並且在可以填充這些特徵的幾何形狀方面受到限制。
電化學沉積3D列印的銅結構
但除了製造挑戰之外，以傳統方式製造的熱管理裝置的表面積和可提供的冷卻量也受到限制。3D列印不僅提供了一種增加表面積和粗糙度以實現更好散熱的方法，而且還為複雜的液冷板和熱交換器製造提供了一條途徑，可顯著提高效能。
3. 列印速度快，可擴充套件實現大規模製造
ECAM 構建通常只需要幾個小時，具體取決於零件高度和幾何形狀；例如，一臺印表機可以在大約三個小時內生產四塊冷板。列印完成後，零件在機器內用去離子水沖洗。在許多情況下，零件從可重複使用的構建平臺上移除後就完成了，但它們也可以根據需要進行電鍍、鈍化或機加工。
該冷板展示了電化學3D列印相對於車削的優勢：有機會以正確的形狀（包括圓形）製造這些板
Fabric8Labs 的三位聯合創始人開發該技術時的目標是讓金屬增材製造變得更容易，並且電化學增材製造比基於粉末或線材的工藝帶來了許多優勢。與這些工藝相比，基於該工藝的裝置功耗較低，使其更具可持續性。用作原料的電解質溶液比金屬粉末更安全、更容易處理，並且可以在不需要完全封閉或惰性氣體的情況下進行列印。室溫過程也提高了操作員的安全性。而且，液體原料為大規模 3D 列印提供了好處，包括有機會從一個大型集中式儲罐供應多臺印表機，在該儲罐中始終保持適當的材料水平。
具有螺旋幾何形狀的射頻裝置
該機器相對簡單的設計使 Fabric8Labs 可以輕鬆快速擴充套件到約20臺印表機的生產線，並且該公司計劃在 2024 年將其生產設施增加到250臺。這種快速增長反映了該公司在半導體領域的潛在增長能力，其可提供的解決方案的成本與傳統制造以及現有的3D列印工藝產生了直接競爭。
電化學3D列印的50%陀螺結構填充的冷卻板
4. 高精度微納加工，可製造多材料結構
電化學沉積增材製造技術以離子的方式進行沉積，更有利於實現微納加工。該過程不會產生殘餘應力、應變，加工零件表面質量較好。除此之外，電化學增材製造工藝還能將多種金屬熔合在一起，這使科學家們可以嘗試不同的材料組合，並探索單一金屬結構中難以實現的技術。
電化學3D列印的針翅散熱器
根據Fabric8 Labs公司官網相關資訊，電化學增材製造是一種室溫金屬3D列印技術，無需熱處理即可生產複雜、緻密的金屬部件。該技術能夠製造具有微米級特徵、複雜內部特徵、高純度材料的零件，同時具有快速可擴充套件、支援大規模製造的特點。Fabric8 Labs正致力於透過提供取代傳統制造的先進製造服務來拓寬金屬增材製造的市場。
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