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I circuiti ed i sensori dirigono dallo stampatore

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Una nuova linea di produzione robot-aiutata permette i metodi differenti di stampa nei 2D e in 3D dei circuiti e dei sensori in un singolo funzionamento.

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Gli stampatori stanno diventando sempre più versatili. Ora possono persino stampare i sensori ed i componenti elettronici sui 2D e sui substrati 3D. Una nuova, linea di produzione robot-aiutata permette che il processo sia automatizzato.

Attualmente, non c'è nessun ufficio completo senza uno stampatore. Ma le tecnologie digitali di stampa inoltre svolgono un ruolo importante nella microelettronica, nei microsistemi che costruiscono e nei sistemi del sensore. I ricercatori all'istituto di Fraunhofer per la tecnologia di fabbricazione ed ai materiali avanzati IFAM a Brema usano i vari metodi di stampa per produrre i componenti elettronici ed i sensori. I resistori, i transistori, i percorsi del circuito ed i condensatori molto piccoli in primo luogo sono progettati sullo schermo ed allora sono depositati direttamente su due e su substrati, per esempio sui circuiti tridimensionali. Anziché gli inchiostri di carta usuali, l'uso degli scienziati che cosa sono conosciuti As? inchiostri funzionali? ? materiali elettronici nella forma della colla o del liquido. La gamma degli usi potenziali per elettronica stampata è larga? dai circuiti elettronici in termometri digitali agli strati flessibili delle pile solari e di imballaggio astuto con i sensori incorporati. Per automatizzare il processo di applicazione dell'elettronica stampata alle componenti con le superfici piane e tridimensionali, gli scienziati di IFAM hanno installato una linea di produzione robot-aiutata che permette che i metodi differenti di stampa siano uniti in un singolo funzionamento. I moduli per il silk-screen, il getto di inchiostro, l'erogatore e la stampa del aerosol-getto sono integrati nell'unità di produzione. ? La linea di produzione con la relativi unità robot centrale, alimentatori componenti, sistemi di stampa e fornaci di trattamento termico ci permette di functionalize le superfici su una scala vicino-industriale? dice il Dott. Volker Zöllmer, capo del reparto delle strutture funzionali a IFAM.

La disponibilità delle tecnologie differenti in un sistema permette di stampare le strutture delle aree, delle larghezze e degli spessori differenti sul substrato. la stampa del Aerosol-getto, per esempio, permette ai ricercatori di depositare le strutture estremamente fini con una larghezza di soltanto 10 micrometri sulla componente. In questo processo senza contatto, l'inchiostro conduttivo è trasformato in un aerosol usando l'aria compressa (spruzzatura pneumatica) ed allora è alimentato alla testa di stampa attraverso un tubo fine. La testa di stampa mette a fuoco il getto dell'aerosol sulla superficie del substrato, che doesn? la t necessariamente deve essere piana o regolare? persino le superfici curve possono essere stampate sul usando questo metodo. È inoltre possibile variare lo spessore delle caratteristiche stampate e generare le strutture a più strati. ? Per esempio, così come stabilire i circuiti su un circuito, possiamo anche fornirgli un rivestimento resistente alla corrosione? dice Zöllmer.

Così quanto fa esattamente questo lavoro trattato di stampa? Dopo che il software di controllo è stato programmato per il prodotto finale voluto, definendo i metodi di stampa richiesti e l'ordine in cui devono essere eseguiti, il robot prende il substrato, per esempio un circuito nudo e lo spedice alla stazione di prima stampa. Se l'operazione richiede l'integrata dei 200 percorsi micrometro-larghi del circuito nel substrato, in primo luogo è trasmessa all'erogatore, un sistema di dosaggio piezoelettrico. L'erogatore contiene una valvola che permette il formato preciso della gocciolina e del volume del mezzo viscoso? per esempio un adesivo elettricamente conduttivo? per applicarsi. Se il conduttore deve essere collegato ad un sensore, il circuito allora è diretto allo stampatore del aerosol-getto. Questo dispositivo ad alta definizione stampa i sensori. Il circuito allora attraversa altri stampatori, secondo l'applicazione, prima infine di subire il trattamento termico nella fornace, per ottenere le caratteristiche di prestazione volute. Il sistema è capace di stampa sui substrati fino al formato di un foglio di carta DIN-A3 e può procedare le componenti con un'altezza di parecchi centimetri.

Superfici di Functionalized ad ordine

La scelta dei materiali che possono essere usati come i substrati o inchiostri funzionali è quasi illimitata. Gli inchiostri impiegati dagli specialisti di IFAM includono i metalli, la ceramica, elettricamente i polimeri conduttivi e perfino le materie biologiche quali le proteine e gli enzimi. Secondo l'applicazione, questi mezzi sono depositati sui substrati fatti di vetro, delle tessile, dei metalli, dei piatti di ceramica e di molti altri materiali. ? La nuova linea di produzione ci permette di procedare una vasta gamma dei materiali differenti e di unirla in molti modi diversi di incontrare il cliente? requisiti di s. Ciò comprende la progettazione delle componenti capaci di svolgere le funzioni interamente nuove? quali i vetri di finestra con i sensori integrati per la temperatura di misurazione.? Zöllmer aggiunge. ? I sensori stampati possono anche essere utilizzati per controllare le componenti della costruzione, fornenti l'allarme immediato della formazione della crepa e dell'altro danno strutturale. ha potuto anche essere utile nell'industria automobilistica, dove estensimetri stampati sulle superfici di alluminio per mezzo di stampa del aerosol-getto ha potuto fornire un'indicazione iniziale di materiale affaticano nelle componenti del corpo.?

La linea di produzione robot-aiutata inoltre contribuisce a ridurre i termini d'esecuzione di sviluppo. Nel passato, fornire alle componenti le funzioni del sensore, era necessario spesso da integrare i sensori nella componente dopo che era stata fabbricata? un processo che richiede tempo. Secondo l'applicazione, i ricercatori di IFAM possono raggiungere lo stesso risultato in un aspetto dei secondi o dei minuti dalle componenti completamente functionalized di stampa. Ciò offre i vantaggi a molti settori dell'industria, compreso fabbricazione dell'automobile ed aerospaziale ed anche l'organizzazione di microsistemi. ? Possiamo aiutare l'industria per migliorare i relativi processi di sviluppo di prodotto, fabbricando i prototipi ed i piccoli gruppi usando la nostra linea di produzione? dice Zöllmer. La linea di produzione modulare inoltre fornisce la portata affinchè i clienti aggiunga i loro propri processi.