金屬在人們印象中向來是堅(jiān)硬而又冰冷的。但你可曾想象過它在室溫下也能如水一般靈動(dòng)？你又是否想象過金屬也能如打印機(jī)中的墨水一樣，被印刷成文字或圖案？

“夢之墨”就是一家對室溫液態(tài)金屬電子增材制造技術(shù)進(jìn)行研究及產(chǎn)業(yè)化的公司。其開發(fā)的電子電路打印機(jī)、功能性3D打印機(jī)和電子噴墨印刷機(jī)，可以在塑料、玻璃、陶瓷、墻壁、樹葉、皮膚等基底上，實(shí)現(xiàn)液態(tài)金屬的二維或三維打印，讓電子制造打破時(shí)空限制。

目前，公司主要提供標(biāo)準(zhǔn)化打印設(shè)備、印刷電子解決方案以及開發(fā)智能電子產(chǎn)品。今年上半年，公司已經(jīng)完成銷售額近千萬元，并實(shí)現(xiàn)了盈利。

其電子電路打印機(jī)已售出20余臺，單臺售價(jià)40~50萬元，可替換墨盒售價(jià)為每個(gè)2000元。公司現(xiàn)已在24個(gè)省建立了45家代理商渠道，有30家客戶確認(rèn)約1500萬元采購意向。

注：陳柏?zé)槼兄Z文中數(shù)據(jù)無誤，為內(nèi)容真實(shí)性負(fù)責(zé)。鉛筆道作客觀真實(shí)記錄，已備份速記錄音。

意外發(fā)現(xiàn)液態(tài)金屬新應(yīng)用

早在15年前，中國科學(xué)院研究員、清華大學(xué)教授劉靜就已經(jīng)對室溫液態(tài)金屬開展研究。不同金屬合金化后熔點(diǎn)降低，能夠在室溫下呈流體狀。

由于這種物質(zhì)具有流動(dòng)性，且其導(dǎo)熱性遠(yuǎn)優(yōu)于液體或者硅脂，因此當(dāng)時(shí)的研究是想將液態(tài)金屬應(yīng)用于高功率和高密度的電子器械散熱上。

就如同牛頓被蘋果砸中從而提出“萬有引力”定律一樣，劉靜在日復(fù)一日的實(shí)驗(yàn)中，也被一個(gè)非常普通的現(xiàn)象給擊中了。

在對液態(tài)金屬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，這些物質(zhì)偶爾會(huì)散落在實(shí)驗(yàn)室各處。2010年的一天，當(dāng)劉靜準(zhǔn)備去擦掉滴落在電腦顯示屏上的液態(tài)金屬時(shí)，發(fā)現(xiàn)它不像其他流體物質(zhì)那樣可輕易被抹掉。

擁有工程熱物理、生物傳熱學(xué)等多交叉科學(xué)背景的劉靜突然萌生了一個(gè)想法，可以將液態(tài)金屬運(yùn)用在印刷電子方向上。

傳統(tǒng)電子電路的制造耗時(shí)、耗材、耗能，主要依靠化學(xué)腐蝕的方式，這種工藝會(huì)導(dǎo)致95%的銅被浪費(fèi)掉，必須批量印刷才能降低成本。

而室溫液態(tài)金屬熔點(diǎn)低、粘度低，室溫下具有水一樣的流動(dòng)性，同時(shí)其導(dǎo)電性強(qiáng)、穩(wěn)定性好，不僅無毒且不易與其他物質(zhì)反應(yīng)，即便在2000攝氏度的條件下也不易揮發(fā)。

如果能夠?qū)⑵浯蛴≡诟鞣N基底材質(zhì)上，可以做到“所見即所得”，讓電子電路制造不受時(shí)間空間限制，從而影響整個(gè)印刷電子產(chǎn)業(yè)。

由此劉靜提出液態(tài)金屬印刷電子學(xué)，開始帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研發(fā)液態(tài)金屬電子電路打印機(jī)。

研發(fā)電子電路打印設(shè)備

起初團(tuán)隊(duì)跑遍中關(guān)村，買來了各式各樣的普通打印機(jī)，研究其是否適用于液態(tài)金屬打印。但是由于液態(tài)金屬的密度是水的6倍，表面張力是水的8倍，流動(dòng)性與水相似，普通打印機(jī)難以讓其穩(wěn)定附著在基底材料上。

團(tuán)隊(duì)只能自己動(dòng)手從頭研發(fā)。他們將氣壓驅(qū)動(dòng)、微接觸印刷、絲網(wǎng)印刷、卷對卷印刷、熱泡噴墨驅(qū)動(dòng)、激光打印等打印原理全都研究了一遍，最終研發(fā)出融合了輕敲、旋轉(zhuǎn)、壓印等輸運(yùn)機(jī)理在內(nèi)的復(fù)合式液態(tài)金屬打印方法。

2013年，適用于小B端和個(gè)人用戶的臺式電子電路打印機(jī)研制成功。隨后，在改進(jìn)機(jī)器的過程中，團(tuán)隊(duì)陸續(xù)對液態(tài)金屬功能性3D打印機(jī)、電子噴涂印刷機(jī)進(jìn)行研發(fā)。液態(tài)金屬可附著的基底材質(zhì)也擴(kuò)大到塑料、玻璃、陶瓷、墻壁、樹葉、皮膚等。

專注電路印刷方向時(shí)，團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)研究過程中又發(fā)現(xiàn)，基于不同基底打印出來的液態(tài)金屬具有其他特性，比如可以拉伸彎折、可以任意揉合等，這開拓了團(tuán)隊(duì)的想象。

“我們就不僅僅只是做電路快速制造了，而是提供液態(tài)金屬印刷電子解決方案?！比缰悄芗徔椘贰⒅悄馨b、電磁屏蔽、電子皮膚等。

為了將實(shí)驗(yàn)室技術(shù)更好的產(chǎn)業(yè)化，劉靜與團(tuán)隊(duì)在2015年年底開始運(yùn)營“夢之墨”。

實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化

經(jīng)過團(tuán)隊(duì)一年的研發(fā)，各系列產(chǎn)品已經(jīng)較為成熟。平面電子電路打印設(shè)備的精度已控制在100微米以內(nèi)，3.4克液態(tài)金屬可打印電路17米，A4紙大小的電路板只需10分鐘即可完成打??；3D打印機(jī)則可將電路嵌入到結(jié)構(gòu)件中進(jìn)行打??；電子噴涂印刷機(jī)可在各種異形表面印刷電路。

在產(chǎn)品研發(fā)之外，對于“夢之墨”來說，要讓技術(shù)產(chǎn)業(yè)化最重要的就是識別客戶的需求。一方面技術(shù)要能幫助客戶實(shí)現(xiàn)價(jià)值，另一方面，新技術(shù)也不能影響客戶當(dāng)前習(xí)慣場景的改變。

除了向高校院所、職業(yè)學(xué)校和“雙創(chuàng)”基地提供電子電路打印機(jī)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及創(chuàng)新課程外，團(tuán)隊(duì)主要依靠展會(huì)等來接觸電子制造行業(yè)客戶，為其提供印刷電子解決方案。

比如，在電磁屏蔽領(lǐng)域，液態(tài)金屬涂料作為導(dǎo)電性粘結(jié)劑可直接涂覆于任意結(jié)構(gòu)的基材表面，形成均勻致密的薄膜，在中高端領(lǐng)域具有屏蔽性能好、方便快捷、實(shí)用性強(qiáng)及性價(jià)比高等特點(diǎn)。

在智能包裝領(lǐng)域，液態(tài)金屬可印制于各類形態(tài)、材質(zhì)的包裝表面，具有極強(qiáng)金屬光澤質(zhì)感，具備電子功能。同時(shí)，可進(jìn)一步集成射頻識別、傳感、聲光熱等功能，令包裝的價(jià)值感與功能性得到大幅提升，適合批量印刷。

由于室溫液態(tài)金屬可基于不同基底材質(zhì)打印的特性，它可作為薄膜元件電極與彈性導(dǎo)聯(lián)材料，制成感知類皮膚柔性薄膜。比如，用于柔性機(jī)器、假肢制造、穿戴設(shè)備等，集成壓力、溫度、心電、肌電等信號檢測。由此，智能電子產(chǎn)品成為公司瞄準(zhǔn)的第三個(gè)方向。

目前，“夢之墨”團(tuán)隊(duì)已經(jīng)基本組建完成，并在24個(gè)省建立了45家代理商渠道，有30家客戶確認(rèn)約1500萬元采購意向。公司也在去年年底完成了天使輪融資，投資方為西科天使。

團(tuán)隊(duì)現(xiàn)尋求5000萬元A輪融資，主要面向新材料和先進(jìn)制造的產(chǎn)業(yè)投資機(jī)構(gòu)。資金將用于全系產(chǎn)品研發(fā)與升級認(rèn)證、全球市場推廣活動(dòng)和渠道建設(shè)、供應(yīng)鏈體系建設(shè)等。