3D-tulostus - kehittynyttä elektroniikkaa/ advanced manufacturing
28 January 2019 © Springer Nature Switzerland AG 2019
3D-printing and advanced manufacturing for electronics
'Print' tarkoittaa sekä painamista että tulostamista, kielemme on rikkaampaa
Elektroniikan kehitys kulkee kohti integroidumpaa tekniikkaa ja siinä 3D-tulostus on saamassa merkittävän osan. Uudet materiaalit tuovat haasteita, samoin laajan valikoima teknisiä vaihtoehtoja ja ongelmana tuotannon skaalaaminen. Uusinta on mielivaltaisesti muotoiltavissa oleva, funktionaalinen 3-ulotteinen substraatti, rakennusalustana sekä kotelointina.
"Printed electronics currently holds a significant share in the electronics fabrication market due to advantages in high-through-put production and customizability in terms of material support and system process. The printing of traces and interconnects, passive and active components such as resistors, capacitors, inductors, and application-specific electronic devices, have been a growing focus of research in the area of additive manufacturing. Adaptation of new 3D-printing technologies and manufacturing methods, specifically for printed electronics, are potentially transformative in flexible electronics, wireless communications, efficient batteries, solid-state display technologies, etc. Other than printing new and reactive functional electronic materials, the functionalization of the printing substrates with unusual geometries apart from the conventional planar circuit boards will be a challenge. Building the substrate, printing the conductive tracks, pick-and-placing or embed-ding the electronic components, and interconnecting them, are fundamental fabrication protocols new 3D-printing systems should adopt for a more integrated fabrication. Moreover, designers and manufacturers of such systems will play an important role in scaling 3D-printed electronics from prototyping to high-throughput mass production."
Tyypillinen 3D-prosessi: suunnitteluohjelmalla mallinnettu muoto - siitä jalostetut formaatit, täydelliset työradat, tässä viipalekuviot... tulostus... valmis esine
Valmis esimerkkikappale
Yhtenäinen, 3-ulotteinen substraatti tulostettuna kerroksittain, sisälle/ pintaan lisätyt johteet ja läpiviennit, nekin 3-ulotteisina; upotetut tai pinta-asennetut komponentit; painettu (2D-) komponentti on erillisellä alustallaan ('inlay', tyypillinen käyttökohde rakennuksissa: tiili tai laatta)
Menetelmissä on vielä paljon kehitettävää ja alan erikoisuuksiin kuuluu se, että kokeiluja tekevät usein alan harrastajat (DIY, tee-se-itse), laitteitahan on ollut myynnissä jo pitkään.
Seuraavassa postauksessa ehdotuksien yksityiskohtia, esim. pulveri- tai aerosolimenetelmän kehitys
