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Los circuitos y los sensores dirigen de la impresora

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Una nueva cadena de producción robusteza-asistida permite diversos métodos de la impresión en 2.os y 3D de circuitos y de sensores en un solo funcionamiento.

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Las impresoras están llegando a ser cada vez más versátiles. Ahora pueden incluso imprimir los sensores y los componentes electrónicos en 2.os y los substratos 3D. Una nueva, robusteza-asistida cadena de producción permite que el proceso sea automatizado.

Actualmente, no hay oficina completa sin una impresora. Pero las tecnologías digitales de la impresión también desempeñan un papel importante en microelectrónica, microsistemas que dirigen y sistemas del sensor. Los investigadores en el instituto de Fraunhofer para la tecnología de fabricación y los materiales avanzados IFAM en Bremen utilizan varios métodos de la impresión para producir componentes electrónicos y los sensores. Los resistores, los transistores, las trayectorias del circuito y los condensadores minúsculos primero se diseñan en la pantalla y en seguida se depositan directamente sobre dos y los substratos, por ejemplo las tarjetas de circuitos tridimensionales. ¿En vez de las tintas de papel generalmente, el uso de los científicos se conocen qué como? ¿tintas funcionales? ¿? materiales electrónicos en forma del líquido o de la goma. ¿La gama de aplicaciones potenciales para la electrónica impresa es ancha? de los circuitos electrónicos en termómetros digitales a las hojas flexibles de células solares y del empaquetado elegante con los sensores incorporados. Para automatizar el proceso de aplicar electrónica impresa a los componentes con las superficies planas y tridimensionales, los científicos de IFAM han fijado una cadena de producción robusteza-asistida que permite que diversos métodos de la impresión sean combinados en un solo funcionamiento. Los módulos para el silk-screen, el chorro de tinta, el dispensador, y la impresión del aerosol-jet se integran en la unidad de producción. ¿? ¿La cadena de producción con su unidad robótica central, alimentadores componentes, sistemas de impresión y hornos del tratamiento térmico nos permite functionalize superficies en una escala cercano-industrial? dice al Dr. Volker Zöllmer, jefe del departamento de las estructuras funcionales en IFAM.

La disponibilidad de diversas tecnologías en un sistema permite imprimir las estructuras de diversos superficies, anchuras, y gruesos en el substrato. la impresión del Aerosol-jet, por ejemplo, permite a los investigadores depositar las estructuras extremadamente finas con una anchura de solamente 10 micrómetros sobre el componente. En este proceso sin contacto, la tinta conductora se transforma en un aerosol usando el aire comprimido (rociadura neumática), y después se alimenta a la cabeza de impresión a través de un tubo fino. ¿La cabeza de impresión se centra el jet del aerosol en la superficie del substrato, que doesn? ¿t necesariamente tiene que ser plano o liso? incluso las superficies curvadas se pueden imprimir en usar este método. Es también posible variar el grueso de las características impresas y crear las estructuras de múltiples capas. ¿? ¿Por ejemplo, así como la fijación de los circuitos en una tarjeta de circuitos, podemos también proveer de ella una capa resistente a la corrosión? dice Zöllmer.

¿Tan cómo hace exactamente este trabajo de proceso de impresión? Después de que el software de control haya sido programado para el producto final deseado, definiendo los métodos de la impresión requeridos y la orden en los cuales deben ser ejecutados, la robusteza coge el substrato, por ejemplo una tarjeta de circuitos pelada, y la envía a la estación de primera impresión. Si la tarea requiere la integración de 200 trayectorias micrómetro-anchas del circuito en el substrato, primero se envía al dispensador, un sistema de dosificación piezoeléctrico. ¿El dispensador contiene una válvula que permita el tamaño exacto del volumen y de la gotita del medio viscoso? ¿e.g. un pegamento eléctricamente conductor? para ser aplicado. Si se va el conductor a ser conectado con un sensor, la tarjeta de circuitos entonces se encamina a la impresora del aerosol-jet. Este dispositivo de alta resolución imprime los sensores. La tarjeta de circuitos entonces pasa a través de otras impresoras, dependiendo del uso, antes finalmente de experimentar el tratamiento térmico en el horno, para obtener las características de funcionamiento deseadas. El sistema es capaz de la impresión en los substratos hasta el tamaño de una hoja DIN-A3 del papel, y puede procesar componentes con una altura de varios centímetros.

Superficies de Functionalized a la orden

La opción de los materiales que se pueden utilizar como los substratos o tintas funcionales es casi ilimitada. Las tintas empleadas por los especialistas de IFAM incluyen los metales, cerámica, eléctricamente los polímeros conductores, e incluso los biomateriales tales como proteínas y enzimas. Dependiendo del uso, estos medios se depositan en los substratos hechos del vidrio, de las materias textiles, de los metales, de las placas de cerámica, y de muchos otros materiales. ¿? ¿La nueva cadena de producción nos permite procesar una amplia gama de diversos materiales y combinarlos en muchas maneras diferentes de encontrar al cliente? requisitos de s. ¿Esto incluye el diseño de los componentes capaces de proporcionar enteramente nuevas funciones? ¿por ejemplo los cristales de ventana con los sensores integrados para la temperatura de medición.? Zöllmer agrega. ¿? Los sensores impresos se pueden también utilizar para supervisar los componentes del edificio, proporcionando la detección temprana de la formación de la grieta y del otro daño estructural. ¿Ellos podía también ser útil en la industria automovilística, donde calibradores de tensión impresos en las superficies de aluminio por medio de la impresión del aerosol-jet podía proporcionar una indicación temprana del material fatigaron en componentes del cuerpo.?

La cadena de producción robusteza-asistida también ayuda a acortar plazos de ejecución del desarrollo. ¿En el pasado, proveer de componentes funciones del sensor, era a menudo necesario integrar los sensores en el componente después de que hubiera sido fabricada? un proceso desperdiciador de tiempo. Dependiendo del uso, los investigadores de IFAM pueden alcanzar el mismo resultado en una cuestión de segundos o de minutos por los componentes completamente functionalized de la impresión. Esto ofrece ventajas a muchos sectores de industria, incluyendo la fabricación del coche y aeroespacial, y también dirigir de los microsistemas. ¿? ¿Podemos ayudar a industria para aerodinamizar sus procesos del desarrollo de productos, fabricando prototipos y las pequeñas hornadas usando nuestra cadena de producción? dice Zöllmer. La cadena de producción modular también proporciona el alcance para que los clientes agreguen sus propios procesos.