Stratsys i druk 'mechatroniczny'

Stratsys, znany wszystkim miłośnikom rapid prototyping, ogłosił że nawiązał współpracę z firmą Optomec, w celu wytworzenia elementu, który zawiera wydrukowaną elektronikę. Testowy projekt to skrzydło do bezzałogowego samolotu z wbudowaną weń wydrukowaną elektroniką.

Według rzecznika Stratsys, środek ciężkości joint venture pomiędzy obiema spółkami leży gdzieś pomiędzy koncepcją a wspólną inicjatywą gospodarczą. Chociaż stwierdził również, że obie firmy są gotowe do przyjmowania zamówień, które według nich jednak nie będą spływały prędko.

W przypadku skrzydła UAV, łącząc szybkie prototypowanie z możliwością osadzania elektroniki, powinno udać się zmniejszyć wagę oraz zwiększyć ładowność statku UAV poprzez eliminację kleju oraz innych urządzeń elektronicznych osadzonych w strukturze. Zarówno Stratsys jak i Optec użyli do tego techniki addytywnej.

„Jeżeli można drukować elektronikę w przedmiocie, można nadać mu również inteligencję”, powiedział Jeff DeGrange, wiceprezes ds. produkcji cyfrowej w Stratsys. „Jest to, coś czego do tej pory nie było. Pogodziliśmy ze sobą dwie ekscytujące technologie.”

Skrzydło zostało wydrukowane, najpierw za pomocą technologii FDM. Następnie Optomec, używając swojej technologii Aerosol Jet, naniósł ścieżki oraz obwody bezpośrednio na nie. Elektronikę zaprojektowała firma Aurora Flight Sciences.

Jeśli przedsięwzięcie będzie posuwało się do przodu, części będą musiały być wysyłane tam i z powrotem pomiędzy obiektami, które położone są w Minneapolis i St. Paul. Maksymalny rozmiar może wynosić do 3 metrów długości. Części będą ze sobą składane, tak aby ich finalna długość wyniosła 15 metrów.

Rzecznik Stratsys powiedział, że rozdzielczość ścieżek elektroniki jest na poziomie mikronów. Typowe połączenia 3D mają 25 do 30 mikronów szerokości, ale tylko 5 wysokości. DeGrange twierdzi, że technologia Aerosol Jet pozwala na wykonanie ścieżek o grubości mniejszej niż 10 mikronów, w zależności od materiału.

„Proces Aerosol Jet jest w stanie obsługiwać całą gamę materiałów, takich jak na przewody, rezystory, dielektryki, czy półprzewodniki. Pozwala również na tworzenie ich kombinacji.”, powiedział.

Mikre Renn, dyrektor laboratorium M3D w Optomec, powiedział, że natrysk przewodzących elementów tą metodą może być prowadzony nawet na elementach o złożonych powierzchniach.

Pierwsza drukarka 3D została stworzona w połowie lat osiemdziesiątych przez Charlesa W. Hulla. Wykorzystał on technikę, zwaną stereolitografią. W stereolitografii laser UV utwardza znajdujący się w kadzi fotopolimer. Element drukowany jest warstwa po warstwie, przesuwając się ku górze w osi z. Dane do sterowania położeniem lasera generowane są na podstawie modeli utworzonych w programach CAD.

Drukowanie elektroniki, do tej pory było raczej obietnicą – aż do 2009 roku, kiedy miał miejsce przełom. Xerox po raz pierwszy wtedy wydrukował pasywne anteny dla bardziej zaawansowanych zastosowań.

(rr)