U progu drukowania układów elektronicznych. Udany projekt badaczy z USA

7 listopada 2019, 11:29
Harnessing_3D_printing
Fot. ESA/MTC [esa.int]

Inżynierowie z uczelni Rutgers University wbudowali obwody o wysokim współczynniku przewodnictwa elektrycznego w wytwarzany przyrostowo blok tworzywa sztucznego. Udany eksperyment może otworzyć drogę do wdrożenia produkcji przemysłowej lżejszych i bardziej wszechstronnych dronów, mikrosatelitów, implantów biomedycznych i innych inteligentnych struktur.

Aby uzyskać pożądany efekt, wykorzystano metodę scalania opartą na emitowaniu impulsów światła o wysokiej energii - z lampy ksenonowej - celem stopienia ze sobą "nanowłókien" srebra w obrębie drukowanego polimeru, dzięki czemu obwody uzyskały dodatkowo 10-krotny wzrost konduktywności względem rozwiązań stosowanych obecnie na szeroką skalę w przemyśle. Dzięki wyraźnemu zwiększeniu przewodnictwa, inżynierowie oczekują znacznie podwyższonej energooszczędności, przedłużonej żywotności urządzeń oraz wydatnie poprawionej wydajności.

Wyniki przeprowadzonych badań i eksperymentów opublikowano w czasopiśmie Additive Manufacturing. „Nasza innowacja stanowi poważną obietnicę opracowania zintegrowanego urządzenia elektronicznego - opracowanego z wykorzystaniem druku 3D i intensywnych impulsów światła do stopienia nanocząstek srebra” - zadeklarował jeden z autorów opracowania, Rajiv Malhotra, zatrudniony w Katedrze Inżynierii Mechanicznej i Lotniczej, działającej przy Szkole Inżynierii na uczelni Rutgers University-New Brunswick.

Osadzanie połączeń elektrycznych wewnątrz struktur drukowanych przyrostowo i wykonanych z polimerów lub tworzyw sztucznych może utorować nowe ścieżki rozwoju zminiaturyzowanych i energooszczędnych urządzeń. Zaliczają się do nich np. udoskonalone mikrosatelity CubeSats, drony, urządzenia nadawczo-odbiorcze, czujniki światła i ruchu oraz systemy pozycjonowania. Połączenia elektryczne tego typu mogą być również stosowane w antenach, czujnikach ciśnienia, cewkach elektrycznych i sieciach zespolonych.

image
Fot. Rutgers University/Md Naim Jahangir [rutgers.edu]

Nanomateriały użyte w wytworzeniu układu są mierzone w nanometrach (milionowe części milimetra - około 100 000 razy cieńsze niż ludzki włos). Podobne stopione nanowłókna srebra są już wykorzystywane do przewodzenia elektryczności w urządzeniach takich jak ogniwa słoneczne, wyświetlacze elektroniczne i znaczniki identyfikacji radiowej (Radio-Frequency IDentification, RFID).

Naukowcy z Rutgers University planują już kolejne działania w projekcie, obejmujące m.in. tworzenie w pełni drukowanych obwodów wewnętrznych o zwiększonej przewodności, a także wyrabianie elastycznych obwodów we wnętrzu wytwarzanych addytywnie sprężystych struktur.

Space24
Space24
KomentarzeLiczba komentarzy: 2
dywersant
środa, 20 listopada 2019, 23:55

Druk 3D daje ciekawe możliwości rozwoju, przy założeniu minimalizacji kosztów i maksymalnej automatyzacji produkcji być może Polska mogła by kiedyś konkurować z takimi Chinami w produkcji zaawansowanych podzespołów elektronicznych, a przynajmniej być niezależnym w kwestiach produkcji podzespołów, również dla wojska... marzyć zawsze można. ;D

Gall Anonim
czwartek, 7 listopada 2019, 16:52

Nie tylko Amerykanie mają na tym polu sukcesy. Polska również. ABM Space z Amepoxem wydrukowali ścieżki przewodzące na modelu żagla słonecznego.