3D打印模块化智能手机？Facebook申请Building 8专利神秘之处

    Building 8是在Facebook旗下运营的创新研究实验室，最近发布了一项专利申请，名为“模块化机电设备”。换句话说，是一个模块化的多功能智能手机，而且与3D打印密切相关。那么这个专利的神秘之处在哪里呢？

     Facebook所申请的Building 8专利描述了模块化机电装置的各种实施情况。 模块化的机电装置包括底盘和可连接到底盘的多个功能模块。 每个模块都具有不同的功能，模块化机电装置的功能基于包括连接到机电装置的不同功能模块的功能属性来定义，其中通过设置不同功能模块连接到机电装置的顺序，以定义机电装置的功能。

    在智能手机和其他消费电子产品以极快的速度更新换代的时代，我们共同在体验新产品带来的新鲜感的同时也产生了每年高达2000万吨的电子垃圾。即便不为了追赶潮流，我们也制造了大量的电子垃圾：一个破碎的屏幕并不意味着电子产品是过时的，但我们将电路与电子产品同时抛弃，同样的原则可以应用到许多消费产品。

    显然Facebook看到了需要改变这一电子垃圾制造趋势。这家社会化社交媒体巨头与2016年收购了Nascent Objects。

Nascent Objects的确足够特别，在3D打印平台的帮助下，Nascent Objects正在重新定义我们所用的小型电路的产品生命周期。通过重新将这些标准的电子产品的电路模块化，通过Nascent Objects视频中所展示的多个应用程序，可以让普通人也很方便的组合其所需要的家用电器的电路。Nascent Objects的市场领域并不狭窄：根据对我们生活中的600个电子消费产品的研究表明，这些电子产品的电路可以通过15个基本模块来组合而成，至少超过80%的电路是可以标准化的。

     Nascent Objects设计的设备旨在为短期生命周期电子设备提供模块化，提供适应性更强的替代方案。现在Nascent Objects的团队已经融入到Facebook的Building 8创新研究实验室。Nascent Objects的团队成员现在正在构思智能的模块化机电设备，据说至少包括扬声器模块、麦克风模块、触摸板、GPS模块、显示屏或温度计功能模块。

图：Facebook专利中模块化的电路设计

    关于3D打印在Facebook的模块化机电设备专利中的应用，该专利提到“在一个实施例中，该装置将具有由3D打印技术制成的单一结构性底盘和功能性模块。使得用户可以将不同的功能模块连接并交换到3D打印机箱，以获得不同的设备的功能。

图：Facebook专利中3D打印将模块与数据相连，609代表3D打印机

    正如专利摘要所示，“模块化机电装置包括底盘和可连接到底盘的多个功能模块。每个模块都有不同的功能。”

这样就避免了原来封闭系统下的消费电子设计带来的局限，在封闭系统下硬件组件不能再被重新使用。因此，从消费者的角度来看，传统消费电子产品的生命周期是昂贵和浪费的，而Facebook希望改变这一局面。

 REVIEW

国 际上，不仅仅是谷歌、诺基亚，三星电子和LG电子全力研发屏幕可折叠的新型智能手机，包括华为、联想在内的国内厂商也在另辟蹊径，这里面很难说没有用到3D打印技术。

     关于3D打印技术在智能手机方面的应用，根据谷歌2017年的专利《Method and Assembly for Additive Manufacturing》，利用增材制造方法制造薄壁结构（例如，外壳或外壳）到打印床上，在打印过程中涉及到打印支撑部分以及打印完成后对支撑部分的处理，每个支撑件可以是单件，也可以是多个互锁部分，并具有不粘或纹理的表面。这些材料可以是聚四氟乙烯、特氟龙、铝、不锈钢、陶瓷等。谷歌专利中所用的增材制造包括FDM熔融挤出技术、SLS选择性激光烧结技术、SLA光固化技术、以及多喷头3D打印技术。

    根据诺基亚的专利《Wireless portable electronic device having conductive body that functions as a radiator》，该专利主要是关于无线便携式电子装置的设备制造，电子装置包括由导电材料形成的主体，主体包括内腔和开口。还包括设置在内腔中的接地平面和电磁耦合，天线可以是环形天线和单极天线。导电性也可以由非导电材料制成，例如导电的金属化技术。除了导电主体，电子装置还包括一个壳体和盖子。

除了手机厂商发力，手机产业链也出现了不少令人耳目一新的技术。这其中就有GrafTech发明了一种具有柔性石墨衬底的柔性电路板（专利号US009546764），通过3D打印技术将介电层和导电层和更多的电子元件打印到柔性石墨基体上。GrafTech增强了在可反复扭转、拉伸或弯曲的柔性材料上制造电子器件的实力，而柔性可弯折电子将成为目前印制电路板的潜在替代性产品，广泛用于可折叠手机、各种穿戴设备以及车载系统。

美国联邦政府通过国家制造业创新网络投入了7500万美元建立混杂柔性电子制造创新研究所(Flexible Hybrid Electronics Manufacturing Innovation Institute (FHE-MII)以应对电子产品变革面临的各种挑战。这其中活跃的典型的企业包括包括哈佛的Voxel8, 麻省理工的MultiFab，获得GE和欧特克投资的Optomec，荷兰TNO, 以色列的Nano Dimension。

电路板领域的3D打印明星企业Nano Dimension除了可以实现多层PCB板的快速原型制造，还可以实现在电路打印的过程中直接嵌入电子元件，在电子元件没有完全封装的情况下直接打印，为创建超薄的PCB板创造了条件，并且实现曲面的、可弯折的电路板打印。