Från PCB/FPC till flexibla enheter 3D-utskrift kommer att medföra djupgående förändringar i branschen

3D-utskrift av elektroniska kretsar är ett nischområde för tillämpningar av additiv tillverkningsteknologi. Det är fortfarande i ett tidigt utvecklingsstadium. Även om endast ett litet antal deltagare är engagerade i relaterad forskning och utveckling, tros det medföra djupgående förändringar i branschen.

Nano Dimension, det mest välkända israeliska företaget som ägnar sig åt 3D-utskrift av elektroniska kretsar, meddelade den 18 juli att de hade förvärvat en andel på 12 procent i Stratasys, vilket tvingade det senare att lansera en aktieägarrättsplan som svar på en så kallad fientlig ta över. Nyligen noterade 3D-utskriftsteknologireferens att det kanadensiska företaget Voltera, som också är engagerat i utvecklingen av denna teknik, tillkännagav lanseringen av sitt senaste NOVA-system, som kan realisera 3D-utskrift av flexibla, töjbara och personliga elektroniska produkter.

3D-utskrift från PCB-kretskort till flexibel elektronik

Voltera grundades 2013 med målet att göra prototyper av PCB-kretskort enklare. Dess första produkt, V-One, är en direktskrivare för traditionell styv elektronik, som kan skriva ut kretsar med ledande bläck och dispenserad lödpasta. Tusentals enheter av denna modell har sålts, med välkända användare inklusive Princeton University, NASA, Intel och MIT, bland andra, för utveckling av applikationer som satellitelektronik.

NOVA är en ny milstolpe i Volteras teknologiutveckling, som lägger till substrattyper för utskrivbara kretsar och ger många viktiga uppgraderingar. Med ett 8,5"x11,8" (21,59 x 29,97 cm) vakuumbord i titan och gängat monteringsgaller kan användare skriva ut på styva kretskort eller flexibla material. Det betyder att man inte bara kan tillverka plagg som mäter bärarens hjärtfrekvens, utan sensorer kan till och med tryckas på huden för att övervaka en persons vitala tecken.

Den senaste maskinen har flera funktioner, inklusive tryckåterkoppling i realtid, sluten slinga och ett integrerat visionsystem för att kalibrera, skriva ut och kontrollera maskinseende och förhandsvisningar av AR-överlägg. Den webbläsarbaserade utskriftsmjukvaran är användarvänlig och hårdvarans modulära design gör att användarna snabbt kan byta ut skrivarmoduler. Modulerna inkluderar smarta dispensrar för avsättning av ledande bläck och smarta prober för registrering av positioner, som gör att NOVA kan skriva ut på ojämna ytor.

Möjlighet till integrerad elektronisk kretstillverkning

EA-M-laboratoriet vid York University har bedrivit forskning om 3D-utskrift av elektroniska kretsar med både V-One och den senaste NOVA. Direktören för dess labb sa att att integrera elektronik direkt i själva enheten skulle förändra elektronikens värld, med hänvisning till forskning om ledande kolfibrer, en teknik som hjälper till att mäta belastningen över en flygplansvinge för att avgöra om det finns skador.

Tidigare användes 3D-utskriftsteknik främst för snabb prototypframställning av elektroniska produkter, kontakter, antenner och skräddarsydd produktion av hushållselektronik för konsumenter. Med vetenskapens och teknikens framsteg har flexibla och töjbara elektroniska enheter gradvis tillämpats inom bärbara elektroniska enheter, smart hud, medicinsk upptäckt och andra områden. Jämfört med traditionella tillverkningsmetoder för elektroniska komponenter kan 3D-utskriftsteknik realisera den exakta tillverkningen av fina och komplexa strukturer, och visar till och med stor applikationspotential inom området för banbrytande utrustning som turbinmotorer.

Artikelkälla|Referens för 3D-utskriftsteknik