Van PCB/FPC tot flexibele apparaten 3D-printen zal de industrie ingrijpend veranderen

Het 3D-printen van elektronische schakelingen is een nichegebied van toepassingen van additive manufacturing-technologie. Het bevindt zich nog in een beginstadium van ontwikkeling. Hoewel slechts een klein aantal deelnemers zich bezighoudt met gerelateerd onderzoek en ontwikkeling, wordt aangenomen dat het diepgaande veranderingen in de industrie zal brengen.

Nano Dimension, het meest bekende Israëlische bedrijf dat zich bezighoudt met het 3D-printen van elektronische schakelingen, kondigde op 18 juli aan dat het een belang van 12 procent in Stratasys had verworven, waardoor laatstgenoemde gedwongen werd een aandeelhoudersrechtenplan te lanceren als reactie op een zogenaamde vijandige overnemen. Onlangs merkte referentie 3D-printtechnologie op dat het Canadese bedrijf Voltera, dat ook betrokken is bij de ontwikkeling van deze technologie, de lancering aankondigde van zijn nieuwste NOVA-systeem, dat 3D-printen van flexibele, rekbare en gepersonaliseerde elektronische producten kan realiseren.

3D-printen van printplaten tot flexibele elektronica

Voltera is opgericht in 2013 met als doel het maken van prototypen van printplaten voor printplaten eenvoudiger. Het eerste product, de V-One, is een direct-write printer voor traditionele stijve elektronica, die circuits kan printen met behulp van geleidende inkt en gedoseerde soldeerpasta. Er zijn duizenden exemplaren van dit model verkocht, met bekende gebruikers als onder andere Princeton University, NASA, Intel en MIT voor de ontwikkeling van toepassingen zoals satellietelektronica.

NOVA is een nieuwe mijlpaal in de technologische ontwikkeling van Voltera, door het toevoegen van substraattypes voor printbare circuits en het brengen van vele belangrijke upgrades. Met een titanium vacuümtafel van 8,5"x11,8" (21,59 x 29,97 cm) en een montagerooster met schroefdraad kunnen gebruikers printen op harde printplaten of flexibele materialen. Dit betekent dat er niet alleen kledingstukken kunnen worden gemaakt die de hartslag van de drager meten, maar dat er zelfs sensoren op de huid kunnen worden geprint om de vitale functies van een persoon te bewaken.

De nieuwste machine heeft verschillende functies, waaronder real-time, closed-loop drukfeedback en een geïntegreerd vision-systeem voor het kalibreren, printen en controleren van machine vision en AR-overlay-afdrukvoorbeelden. De browsergebaseerde afdruksoftware is gebruiksvriendelijk en dankzij het modulaire ontwerp van de hardware kunnen gebruikers snel printermodules vervangen. De modules bevatten slimme dispensers voor het afgeven van geleidende inkt en slimme sondes voor het registreren van posities, waardoor NOVA op oneffen oppervlakken kan printen.

Mogelijkheden van geïntegreerde productie van elektronische schakelingen

Het EA-M-laboratorium van York University heeft onderzoek gedaan naar het 3D-printen van elektronische circuits met zowel de V-One als de nieuwste NOVA. De directeur van het laboratorium zei dat het direct integreren van elektronica in het apparaat zelf de wereld van de elektronica zou veranderen, daarbij verwijzend naar onderzoek naar geleidende koolstofvezels, een technologie die helpt bij het meten van spanning over een vliegtuigvleugel om te bepalen of er schade is.

In het verleden werd 3D-printtechnologie vooral gebruikt voor rapid prototyping van elektronische producten, connectoren, antennes en het op maat produceren van behuizingen voor consumentenelektronica. Met de vooruitgang van wetenschap en technologie zijn flexibele en rekbare elektronische apparaten geleidelijk toegepast in draagbare elektronische apparaten, slimme huid, medische detectie en andere gebieden. Vergeleken met traditionele productiemethoden van elektronische componenten, kan 3D-printtechnologie de precieze fabricage van fijne en complexe structuren realiseren, en vertoont zelfs een groot toepassingspotentieel op het gebied van geavanceerde apparatuur zoals turbinemotoren.

Artikel Bron|Referentie voor 3D-printtechnologie