真空管是在1904年由JohnFleming发明的，并很快就成为收音机、电视机和其它产品的一个重要部分。比如人类历史上第一台计算机ENIAC上就使用了17468个不同的真空管。 时至今日，尽管很多半导体电子元器件的使用取代了真空管的作用，但是它仍然在很多电子设备上发挥作用。比如美国国防部仍然在一些关键的通信设备和其它各种雷达系统中使用了超过20万件真空电子器件（VEDS）。 因此，美国国防部高级研究计划局（DARPA）对于如何改进这些VEDS产生了兴趣，并开始探讨通过使用3D打印技术来达到这一目的的可能性。但是DARPA首先要回答的问题是：在如今的这个年代，他们为什么还要为对基于真空管的更为老旧的技术进行投资增加其生产，而不是使用更为复杂的半导体技术？ DARPA微系统技术办公室（MTO）的INVEST项目经理DevPalmer解释了个中原因： “如今在世界范围内低成本、高功率的商用放大器和信号源的扩散已经使得电磁频谱拥挤不堪，而且在射频（RF）和微波区域也存在激烈的竞争。当你需要在工业频率参数领域以外进行任何操作的时候，真空管是首选的技术。但是在我们项目感兴趣的高毫米波频率这一方面，VEDS的设计和制造是一个复杂的、劳动密集型的过程，需要精湛的建模工具、特殊材料，而且价格昂贵，加工精度要求高。” 而这也正是3D打印发挥作用的地方。目前DARPA对于真空管技术的研究集中在75GHz以上的毫米波频率。这些真空管在尺寸上非常小，但是需要绝对的精度，这也是3D打印的主要优点之一。 “当你把频率增加上去的时候，就不能使用常规的制造工艺了。”Palmer说，“如果你能够用一台3D打印机打印出整体结构，使一切都像在流水线上那样整齐，这将让它们的制造变得更加容易。” DARPA已经开始了一个新的研究项目，并拨出资金用于对打造下一代微型VEDS进行可行性研究。创新真空电子科学与技术（INVEST）项目将提供赠款合同，以支持任何为达到这一愿景而进行的基础研究。 |
