Новость из категории: Информация

3D-печать: новые технологии по внедрению электроники в продукцию

3D-печать: новые технологии по внедрению электроники в продукцию

Разберите любой электронный прибор, и Вы увидите внутри печатные платы, различные детали и пучки проводов. Сборка всех комплектующих в устройство вроде телефона – довольно нудное и трудоемкое занятие, поэтому часто заключается субдоговор со странами с низким уровнем заработной платы, например с Китаем. Сегодня разработана новая технология трехмерной печати. Она дает возможность соединить схему и детали в материал, из которого изготавливается продукт, как в случае с телефоном. Это новый революционный метод производства электроники.

Печатная электроника уже не в новинку: трафаретная печать, литография, струйные чернила уже давно используются для производства печатных плат и деталей. Однако технологии развиваются, и сегодня можно печатать практически на любых поверхностях. В последних разработках, печатное оборудование совмещается с «послойным созданием», в котором используют устройства, известные как 3D-принтеры (ознакомиться с актуальным на данный момент рядом вы можете на https://cybercom.ru/catalog/3d-printers/3dprinters-for-rp/), чтобы изготовить физические объекты сразу одним слоем.

Для печатного оборудования необходимы «чернила» с электрическими свойствами, которые могут функционировать как проводники, полупроводники или резисторы. Такие чернила становятся более универсальными. Примером может послужить американская компания Xeroх, которая производит офисное оборудование и коммерческие печатные системы. Научно-исследовательский центр Xeroх в Канаде разработал серебряные чернила, с помощью которых возможно печатать гибкие электронные схемы прямо на пластике или ткани.

3D-печать: новые технологии по внедрению электроники в продукцию

Серебро лучший проводник, чем обычно используемая в печатных платах медь, но оно дороже и сложнее в печати, так как имеет высокую температуру плавления: 962°C. Но компания использовала частицы серебра размером всего в 5 нанометров (пять миллиардных метра) для создания серебряных чернил, которые плавятся при температуре ниже 140°C. Это позволяет изготавливать печатные платы при помощи струйной технологии относительно дешево, говорит Пол Смит, директор лаборатории. В этом производстве используется очень мало серебра и нет отходов, в отличие от технологии химического травления.

Исследовательский центр корпорации Xerox в Пало-Альто (штат Калифорния) разрабатывает способы применения таких чернил. Здесь печатают платы для различных устройств, включая гибкие дисплеи, сенсоры и антенны высокочастотных идентификаторов защиты. С появлением технологии послойного создания стала возможной печать продуктов целиком, говорит Джейнос Верес, менеджер группы по разработке печатной электроники. Это включает в себя продукты со сложными формами. Фирма Optomec, основанная в Альбукерке, Нью-Мексико, разработала системы послойного создания для различных отраслей промышленности. В Optomec могут напечатать электронику прямо на пару очков для «дополненной реальности», могут создать пластиковый бак для воды со встроенным электронным датчиком, который сообщает, насколько полон бак и включает или выключает насос, могут распечатать датчиков (средства обнаружения) на военную технику, или антенны для мобильного телефона.

3D-печать: новые технологии по внедрению электроники в продукцию

В недавней трехсторонней кооперации Optomec работал с Авророй Флайт Сайенсес, американским производителем беспилотных воздушных транспортных средств, и Stratasys, 3D-печатающей компанией, базируемой в Миннеаполисе, над созданием “умного крыла” для малого беспилотного самолёта (фото выше). Крыло было сделано из термопластического материала при использовании 3D-принтера компании Stratasys. Optomec тогда использовал технологию, который он называет «реактивный аэрозоль», чтобы напечатать схемы, датчики и антенну на крыле. Идея такова, что данная технология позволила бы производство легких беспилотных самолетов на заказ для определенных миссий.

Технология «реактивный аэрозоль» компании Optomec отличается от струйной печати, в которой печатающая головка расположена на расстоянии едва ли в миллиметр от плоской поверхности. «Реактивный аэрозоль» сначала размельчает наночастицы материалов печати в микроскопические капельки, которые затем при помощи давления газа сосредотачиваются в точную реактивную струю, регулируемую распылителем. Распылитель может находиться на расстоянии пять миллиметров или более от поверхности, что позволяет покрывать печатью неровные поверхности. И распылителем и лотком (подносом), в котором находится печатаемое изделие, можно управлять под различными углами, чтобы работать над трехмерными структурами. Система может напечатать электронные изделия размером меньше, чем одна сотая миллиметра из множества материалов.

3D-печать: новые технологии по внедрению электроники в продукцию

Вместо того, чтобы собрать изделие из многих отдельных компонентов, технология 3D-печати позволяет создать продукт целиком в единственной машине, говорит Дэйв Рамахи, руководитель Optomec. Однако он полагает, чтобы стать популярной эта технология должна быть коммерциализирована эволюционным способом. Это означает, что она должна применяться на определенных стадиях массового производства, таких как печать антенн для мобильного телефона. На разных телефонах используют разные антенны, чтобы соединиться с различными радиосетями, таким образом, это 3D-печать сделала бы больше пространства внутри обычной электроники. Некоторое коммерческое применение технологии не заставит себя ждать больше года, добавляет мистер Рамахи.

3D-печать: новые технологии по внедрению электроники в продукцию

Итак, как трудно напечатать телефон, со всеми его электронными гаджетами? Optomec разрабатывает приложения, которые могли обеспечить некоторые необходимые шаги. Помимо антенн они включают схемы для экрана, трехмерные соединения (контакты) для чипов, многослойные схемы и части сенсорного экрана. Также было бы возможно напечатать аккумулятор. Самая большая проблема состояла бы в печати чипа, который является мозгами телефона. Они содержат миллионы транзисторов в квадратном миллиметре и в настоящее время их изготавливают в кремниевых заводах, стоящих $10 миллиардов или больше. Все же 3D-печать некоторых частей телефона сделала бы их тоньше и сократила бы затраты на их сборку.f

Рейтинг статьи

Оценка
0/5
голосов: 0
Ваша оценка статье по пятибальной шкале:
 
 
   

Поделиться

Перевести статью:

Похожие новости

Комментарии

Информация

^ Наверх