PCB/FPC:stä joustaviin laitteisiin 3D-tulostus tuo alalle syvällisiä muutoksia

Elektronisten piirien 3D-tulostus on additiivisen valmistusteknologian sovellusten kapealla alalla. Se on vielä kehitysvaiheessa. Vaikka vain pieni osa osallistujista on mukana tutkimus- ja kehitystyössä, sen uskotaan tuovan syvällisiä muutoksia alalle.

Nano Dimension, tunnetuin israelilainen elektroniikkapiirien 3D-tulostusta harjoittava yritys, ilmoitti 18. heinäkuuta ostaneensa 12 prosentin osuuden Stratasysista, mikä pakotti Stratasysin käynnistämään osakkeenomistajien oikeuksia koskevan suunnitelman vastauksena ns. vallata. Äskettäin 3D-tulostustekniikan referenssi totesi, että kanadalainen yritys Voltera, joka myös osallistuu tämän teknologian kehittämiseen, ilmoitti lanseeraavansa uusimman NOVA-järjestelmänsä, joka pystyy toteuttamaan joustavien, venyvien ja personoitujen elektronisten tuotteiden 3D-tulostuksen.

3D-tulostus piirilevyiltä joustavaan elektroniikkaan

Voltera perustettiin vuonna 2013 tavoitteenaan helpottaa piirilevyjen prototyyppien valmistusta. Sen ensimmäinen tuote, V-One, on perinteiselle jäykkään elektroniikkaan tarkoitettu suorakirjoitustulostin, joka pystyy tulostamaan virtapiirejä käyttämällä johtavaa mustetta ja annosteltua juotospastaa. Tätä mallia on myyty tuhansia kappaleita, ja tunnetuilla käyttäjillä ovat muun muassa Princetonin yliopisto, NASA, Intel ja MIT sovellusten, kuten satelliittielektroniikan, kehittämiseen.

NOVA on uusi virstanpylväs Volteran teknologian kehityksessä, sillä se lisää substraattityyppejä tulostettaviin piireihin ja tuo mukanaan monia tärkeitä päivityksiä. 8,5" x 11,8" (21,59 x 29,97 cm) titaanista valmistetun tyhjiöpöydän ja kierretetyn asennusristikon avulla käyttäjät voivat tulostaa jäykille piirilevyille tai joustaville materiaaleille. Tämä tarkoittaa, että käyttäjän sykettä mittaavia vaatteita ei voida valmistaa, vaan iholle voidaan jopa painaa antureita, jotka valvovat ihmisen elintoimintoja.

Uusimmassa koneessa on useita ominaisuuksia, kuten reaaliaikainen, suljetun kierron painepalaute ja integroitu visiojärjestelmä koneen näön ja AR-peittotulostuksen esikatselujen kalibrointiin, tulostamiseen ja tarkistamiseen. Selainpohjainen tulostusohjelmisto on käyttäjäystävällinen, ja laitteiston modulaarisen rakenteen ansiosta käyttäjät voivat vaihtaa tulostinmoduulit nopeasti. Moduulit sisältävät älykkäät annostelijat johtavan musteen levittämiseen ja älykkäät anturit tallennuskohtiin, joiden avulla NOVA voi tulostaa epätasaisille pinnoille.

Integroitujen elektronisten piirien valmistuksen mahdollisuudet

Yorkin yliopiston EA-M-laboratorio on tutkinut elektronisten piirien 3D-tulostusta sekä V-Onella että uusimmalla NOVAlla. Laboratorionsa johtaja sanoi, että elektroniikan integroiminen suoraan laitteeseen muuttaisi elektroniikan maailmaa. Hän vetosi johtavien hiilikuitujen tutkimukseen, tekniikkaan, joka auttaa mittaamaan lentokoneen siiven jännitystä vaurioiden määrittämiseksi.

Aiemmin 3D-tulostustekniikkaa käytettiin pääasiassa elektroniikkatuotteiden, liittimien, antennien nopeaan prototyyppiin sekä kulutuselektroniikan koteloiden räätälöityyn tuotantoon. Tieteen ja tekniikan kehityksen myötä joustavia ja joustavia elektronisia laitteita on vähitellen sovellettu puettavissa elektronisissa laitteissa, älykkäässä ihossa, lääketieteellisessä havaitsemisessa ja muilla aloilla. Verrattuna perinteisiin elektronisten komponenttien valmistusmenetelmiin 3D-tulostusteknologialla voidaan toteuttaa hienojen ja monimutkaisten rakenteiden tarkka valmistus ja jopa suuri sovelluspotentiaali huippuluokan laitteiden, kuten turbiinimoottorien, alalla.

Artikkelin lähde|3D-tulostusteknologian viite