W przypadku skomplikowanych obwodów elektrycznych nie jest wymagany proces litograficzny ani produkcja płytek drukowanych. Zamiast tego możesz drukować swoje projekty na dowolnym podłożu, korzystając z odpowiedniej drukarki. Istnieją niezwykle drogie maszyny do produkcji wyświetlaczy przemysłowych i półprzewodników, ale także tańsze drukarki dla majsterkowiczów. Na Reshape w Berlinie przyjrzeliśmy się bliżej pięciu wersjom.

Reklama

Pytanie o cenę

Wybór i cena drukarki uzależniona jest od pożądanych szerokości konstrukcji, możliwych materiałów, dokładności i poziomu automatyzacji. Oznacza to, że przy użyciu płynnego tuszu można uzyskać delikatniejsze struktury niż przy użyciu lepkiej pasty. Ten ostatni jest na ogół grubszy, ale znacznie bardziej przewodzący.

Zależy to także od technologii druku, za pomocą której farby i pasty są transportowane z głowicy drukującej na nośnik: mamy do czynienia z klasycznym procesem termicznego atramentu, mechaniczną ekstrakcją materiałów drukarskich, redukcją struktury za pomocą pól elektrycznych, dozowaniem precyzyjnie regulowane ciśnienie powietrza lub czyste siły kapilarne.

Dla przestrzeni twórcy

W Reshape znaleźliśmy tańsze drukarki do przestrzeni makerspace, produkcji prototypów lub małych serii BotFactory SV2. Drukarka wykorzystuje termiczny druk atramentowy, co oznacza, że ​​podgrzewa płynny atrament i rzutuje go na podłoże głowicy drukującej. Ten ostatni może być stałym obwodem drukowanym, jak również elastyczną folią lub tkaniną nośną. Producent BotFactory dostarcza dwa elektrycznie przewodzące i izolujące wkłady atramentowe oraz przewodzącą wytłaczarkę pasty. Wkłady zamienne kosztują od 250 do 400 dolarów. Można także kupić pusty wkład do własnych mieszanek atramentów. Obrotowa płyta, którą można nagrzać do 180 stopni, służy jako podstawa dla podłoży o wymiarach do 15cm x 15cm. Zazwyczaj mocuje się je za pomocą taśmy samoprzylepnej.

Zdjęcie 1 Od 7

BotFactory może drukować struktury o szerokości do 200 mikrometrów, dostępne jest także narzędzie „Pick & Place”, które umieszcza komponenty w żądanych pozycjach na drukowanym podłożu za pomocą końcówki podciśnieniowej z krawędzi drukarki. Można drukować do sześciu warstw, co oznacza, że ​​możliwe są również bardziej złożone obwody. BotFactory odczytuje dane układu jako pliki Gerber i pliki obrazów PNG; Dołączone oprogramowanie znajduje się na serwerze i można z niego korzystać bezpłatnie. Sama drukarka kosztuje od 15 000 dolarów (2 warstwy, zestaw 400 mikronów) do 25 000 dolarów (6 warstw, zestaw 200 mikronów), w zależności od możliwej liczby warstw i precyzji, przy tym samym sprzęcie, ale oprogramowanie jest bardziej precyzyjne.

Redukcja strukturalna

Również Badacze Fraunhofera IAP wykorzystują ciekłe atramenty, ale udoskonalili proces drukowania: w procesie zwanym EHD umieszczają pole elektryczne pomiędzy podłożem a głowicą drukującą, za pomocą którego kropla atramentu jest zasadniczo wydobywana z głowicy drukującej. Oryginalna kropla wydłuża się w cienką nić, osiągając minimalną szerokość struktury wynoszącą 7 mikrometrów. Dzięki ostrożnym wskazówkom badacze mogą używać EHD do nakładania materiału nie tylko kropla po kropli, ale także w sposób ciągły. IAP dotyczy technologii; badacze nie sugerują drukarki.

Zdjęcie 1 Od 3

Do HF i biosensorów

Podczas gdy BotFactory i IAP utrzymują bezpieczną odległość od jednego do 1,5 milimetra pomiędzy głowicą drukującą a podłożem, Voltera firmy Nova wykorzystuje pisak wrażliwy na nacisk w celu określenia profilu wysokości podłoża przed wykonaniem wycisku. Dzięki temu głowica drukująca znajduje się bliżej podłoża i pozwala uniknąć nierówności lub elementów. Voltera wykorzystuje pasty przewodzące prąd elektryczny i wytwarza wąskie struktury o grubości do 100 mikrometrów w odległości 60 mikrometrów. Twardsze pasty są w sposób ciągły usuwane z wkładu za pomocą małego silnika krokowego. Ponieważ pasma pasty są znacznie grubsze niż ciekłe atramenty nakładane punktowo, są one również znacznie bardziej przewodzące, dzięki czemu nadają się do stosowania w elektronice RF i energoelektroniki, a także biosensorach.

Końcówki drukujące są dostępne w czterech grubościach w opakowaniu po cztery sztuki za 50 dolarów, a pasty kosztują 100 dolarów za sztukę. Według Voltery otwarte wkłady należy przechowywać w lodówce, aby pasta nie wyschła. Voltera chce zaoferować drukarkę Nova za 46 000 euro. Według producenta ma on być przeznaczony dla instytutów badawczych, na przykład do opracowywania urządzeń do noszenia lub czujników do rejestracji danych o ciele.

Zdjęcie 1 Od 8

Naprawa układów scalonych

Również XTPL Rzeczypospolitej Polskiej z góry określa relief nośnika, który ma być zadrukowany. Tutaj jednak płynne atramenty są wyrzucane z precyzyjnych dysz przy stale regulowanym ciśnieniu powietrza. Według producenta oznacza to, że przy ciągłym dostarczaniu materiału można tworzyć struktury o szerokości mniejszej niż mikrometr; poszczególne krople mierzą do trzech mikrometrów. Cechą szczególną jest możliwość druku na ściankach bocznych i tworzenia tzw. łączników krawędziowych.

XTPL drukuje zarówno na podłożach stałych, jak i elastycznych, które podobnie jak Voltera są mocowane za pomocą próżni na płycie drukarskiej o wymiarach 20 cm na 20 cm za pomocą małych otworów. Mocną stroną firmy są końcówki drukujące, XTPL produkuje je samodzielnie i sprzedaje wyłącznie z drukarką. Będzie wykorzystywany m.in. do naprawy półprzewodników i ekranów.

Zdjęcie 1 Od 4

Siły przyczepności w dużym formacie

To samo tyczy się urządzeń francuskiego start-upu Hummink. Ich drukarka Nazca wykorzystuje siły kapilarne adhezji, które tworzą się pomiędzy cienkimi szklanymi ampułkami a materiałem drukarskim. W tym celu należy stale rejestrować i bardzo precyzyjnie regulować możliwą odległość głowicy drukującej od podłoża, w przeciwnym razie folia drukarska ulegnie rozdarciu.

Firma Hummink twierdzi, że dzięki temu ciągłemu procesowi HPCAP tworzy struktury w zakresie submikronowym (100 nm do 50 µm) na dowolnym podłożu, dzięki czemu drukarka jest zalecana do przemysłowych napraw układów scalonych i wyświetlaczy półprzewodnikowych. Ponieważ urządzenie Nazca nie wymaga zewnętrznego źródła zasilania sprężonym powietrzem ani mechanicznego docisku, drukarki można stosunkowo łatwo skalować do dużych systemów. Jest to również wyjątkowy atut urządzenia zaprezentowanego w Berlinie, ale nie pokazanego.

(Zjednoczone Królestwo)